一种锂离子电池氧化铁基高性能负极材料的制备方法

摘要

一种锂离子电池用四氧化三铁/碳复合负极材料的制备方法，属于新能源材料和电化学领域。本发明以无机铁盐为铁源，碳质基质为载体，采用溶剂热法制备出具有纳米多孔结构的Fe3O4/C复合负极材料。将碳质基质直接引入反应液中，在溶剂热过程中发生碳颗粒球形化结构转变过程，纳米铁氧化物活性物质被吸附于多孔碳颗粒表面，形成具有镶嵌结构的Fe3O4/C复合负极材料；碳基质一方面固定纳米氧化铁颗粒，改善电极结构稳定性，另一方面碳基质形成导电网络，有利于电子的快速传输，从而减小了电极极化，提高电极倍率性能。本发明合成的Fe3O4/C复合负极材料颗粒粉体细小且分布均匀，制备工艺过程简单，条件温和，成本低，具有优异的电化学性能。

主权项

一种锂离子电池四氧化三铁/碳复合负极材料的制备方法，其特征是采用溶剂热法，利用具有多孔结构和高比表面积的碳质材料作为载体，一步合成出具有镶嵌结构的纳米多孔Fe3O4/C负极材料，具体工艺步骤为：（1）配置溶液：选用铁盐为铁源，称取一定质量，溶解于一定量溶剂中，搅拌均匀形成澄清溶液,其中铁盐的浓度控制在0.02~1 mol/100 ml，此溶液标记为溶液A；选用钠盐为沉淀剂，称取所需质量，溶解于一定量溶剂中，再加入一定量的分散剂并磁力搅拌，形成均匀透明溶液，其中钠盐的浓度控制在0.02~1 mol/100 ml，此溶液标记为溶液B；（2）将溶液B逐滴加入溶液A中，并不断搅拌，直至混合溶液呈黄褐色均一溶液；（3）称取一定量的碳质基质材料，加入步骤（2）所述得混合溶液中继续搅拌一段时间，再对悬浊液进行超声分散0.5~2 h； （4）将适量步骤（3）中形成的悬浊液倒入带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中，于恒温箱内一定温度下反应12~72 h，得到粉体颗粒；（5）将步骤（4）中得到的粉体颗粒进行分离，并用去离子水和乙醇洗涤，再将粉体于真空干燥箱中一定温度下烘干5~12 h，得到疏松的多孔Fe3O4/C复合材料。