納米結(jié)構(gòu)鐵氧化物負(fù)極材料的制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活質(zhì)量的提高，雖然鋰離子電池性能優(yōu)異，但是已經(jīng)不能完全滿(mǎn)足人們的需求，開(kāi)發(fā)新型電極材料，提高鋰離子電池的能量密度和功率密度顯得十分必要。相對(duì)于正極材料，商業(yè)化的負(fù)極材料相對(duì)單一，而且功率密度不高，影響了鋰離子電池在電動(dòng)汽車(chē)等未來(lái)二次電池市場(chǎng)中的表現(xiàn)。3d過(guò)渡金屬氧化物具有能量密度高的特點(diǎn)，一直是新型鋰離子電池負(fù)極材料研究的重點(diǎn)。其中Fe3O4和Fe2O3具有環(huán)境友好、電子導(dǎo)電率高和儲(chǔ)量豐富等特點(diǎn)被看作未來(lái)鋰離子電池

2、的理想負(fù)極材料之一，但是其在充放電過(guò)程中的體積變化引起電極粉末化，導(dǎo)致電池容量衰減較快。
　　很多文獻(xiàn)已經(jīng)報(bào)道，通過(guò)碳復(fù)合Fe3O4和Fe2O3納米顆粒來(lái)提高其循環(huán)穩(wěn)定性。碳復(fù)合不僅可以減少電極材料與電解液的直接接觸面積，減少SEI膜的生成，而且可以保護(hù)材料被電解液浸蝕，緩沖Fe3O4和Fe2O3納米顆粒在充放電過(guò)程中的體積變化，有效提高其電化學(xué)性能。本文通過(guò)水熱法一步制備鐵氧化物/碳復(fù)合電極材料，并對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行研究：

3、>　　（1）探索反應(yīng)時(shí)間，溶劑配比等條件對(duì)合成 Fe3O4納米材料電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，反應(yīng)時(shí)間16 h，水-乙二醇（體積比1:4）時(shí)合成的材料具有較好的電化學(xué)性能。0.2、0.5和1C的電流密度下，其首次放電比容量分別為1344 mAh/g、1210 mAh/g和980 mAh/g，50次循環(huán)之后，容量保持率分別為29％，35％和23％。0.2C倍率的首次充放電效率為67％。因此，F(xiàn)e3O4材料的電化學(xué)性能需進(jìn)一步改進(jìn)。

4、　　（2）以葡萄糖為碳源，一步法制備多孔 Fe3O4/C復(fù)合材料，比表面積達(dá)到22.1 m2/g。在0.2C、0.5C和1C下，其首次放電容量分別為1550 mAh/g，1350 mAh/g和900 mAh/g，庫(kù)侖效率分別為59％，53％和57％。經(jīng)過(guò)50次循環(huán)之后容量保持率分別為41％，38％和39％。結(jié)果顯示，F(xiàn)e3O4/C復(fù)合材料具有較好的電化學(xué)性能，性能明顯優(yōu)于純Fe3O4。
　?。?）通過(guò)二茂鐵同時(shí)提供C源和Fe源，一