3 介孔相互连接的珊瑚状蛋黄结构提供了优异的锂离子存储特性。

1  CYS-Ni/NiO/C微球的合成

图1 在不同温度下用喷雾热解所制备粉末的形态。

使用含有Ni盐，PVP和PS纳米珠的溶液制备的微球的形态如图1所示。随着反应温度从300 ℃升高到700 ℃， Ni盐、PVP和PS纳米珠依次分解。PS纳米珠在高于500 ℃的温度下分解，在复合结构内产生许多中孔（图1c）。

随后，在喷雾热解过程中，复合材料的内部在热反应区（600 ℃）中热收缩，于是在多孔“蛋黄”和壳之间形成中空空间（如图1d所示）。因此，所得微球的形态从致密变为理想的珊瑚状蛋黄-蛋壳结构。微球颜色从黄色变为黑色表明PVP的碳化。

2  CYS-NiO/C微球的合成

图2 CYS-NiO/C微球的(a, b, d)FE-SEM图像，(c, e) HR-TEM图像，(f) SAED图案和(g) 元素映射图像。

为了优化C含量并使Ni转化为NiO，将CYS-Ni/NiO/C微球在250 ℃下进行热处理，得到不含金属Ni的CYS-NiO/C复合微球（如图2所示）。

经过热处理，CYS-NiO/C微球保留了其原始的珊瑚状蛋黄-蛋壳结构（图2a-d）并且“蛋黄”中的介孔也相互连接（图2d）。从图2e中所示的高分辨率TEM图像可以观察到，尺寸分布为10-20 nm的NiO纳米晶体很好地分布在石墨碳基质中。

晶格条纹和SAED图案（图2e，f的插图）进一步证实了在CYS-NiO/C微球中Ni完全转化为NiO。CYS-NiO/C的元素映射图像（图2g）显示NiO纳米晶体均匀分布在C基质中。

图4 用于锂离子储存的CYS-NiO/C，CYS-Ni/NiO/C和中空NiO微球的电化学性质：(a) CYS-NiO/C微球的CV曲线，(b) 1.0A/g电流密度下的第一次充电/放电曲线，(c) 电流密度为1.0 A/g时的循环性能，(d) CYS-NiO/C微球的倍率性能，以及(e) 电流密度为2.0 A/g时CYS-NiO/C微球的长期循环性能。

在电流密度为1.0 A/g时的循环性能研究中，CYS-NiO/C, CYS-Ni/NiO/C和中空NiO微球分别在500次循环后保留991, 430和191 mAh/g的可逆比放电容量（图4）。CYS-NiO/C微球保持稳定的CE超过99.3％。

由于碳包覆的NiO晶体，核中相互连接的中孔，以及核和壳之间的中空空间，使得CYS-NiO/C微球有效地适应了由Li ⁺离子的重复嵌锂/脱锂引起的体积膨胀，并显示出高循环稳定性。

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