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

1、隨著社會的發(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)不能完全滿足人們的需求，開發(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。相對于正極材料，商業(yè)化的負極材料相對單一，而且功率密度不高，影響了鋰離子電池在電動汽車等未來二次電池市場中的表現(xiàn)。3d過渡金屬氧化物具有能量密度高的特點，一直是新型鋰離子電池負極材料研究的重點。其中Fe3O4和Fe2O3具有環(huán)境友好、電子導(dǎo)電率高和儲量豐富等特點被看作未來鋰離子電池

2、的理想負極材料之一，但是其在充放電過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。
　　很多文獻已經(jīng)報道，通過碳復(fù)合Fe3O4和Fe2O3納米顆粒來提高其循環(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，而且可以保護材料被電解液浸蝕，緩沖Fe3O4和Fe2O3納米顆粒在充放電過程中的體積變化，有效提高其電化學(xué)性能。本文通過水熱法一步制備鐵氧化物/碳復(fù)合電極材料，并對其電化學(xué)性能進行研究：

3、>　　（1）探索反應(yīng)時間，溶劑配比等條件對合成 Fe3O4納米材料電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，反應(yīng)時間16 h，水-乙二醇（體積比1:4）時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)性能需進一步改進。

4、　?。?）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，庫侖效率分別為59％，53％和57％。經(jīng)過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。
　?。?）通過二茂鐵同時提供C源和Fe源，一