[发明专利]一步法合成空心球结构Fe3O4/C锂离子电池负极材料

权利要求书

1.一种储锂铁基复合氧化物负极材料，其通式为：Fe₃O₄/C，其中碳元素的含量为1%~10%。

2.根据权利要求1所述的Fe₃O₄/C负极材料，其特征在于：所述的Fe₃O₄/C负极材料具有表面碳包覆的空心球结构。

3.根据权利要求1所述的Fe₃O₄/C负极材料在锂电池中的应用，其特征在于：活性物质（Fe₃O₄/C）与导电乙炔黑以及粘胶剂的比例为：8:1:1; 7:2:1; 6:2.5:1.5; 5:3:2，该负极材料比容量高，循环性能及倍率性能均较好。

4.如权利要求1所述的储锂材料的制备方法，其特征在于：采用水热法或溶剂热法一步制备表面碳包覆的Fe₃O₄，其制备方法主要包括以下步骤：

步骤1、将铁盐、矿化剂、溶剂，表面活性剂及添加剂混合均匀，其中铁盐：矿化剂的摩尔比为1:5至1:15；

步骤2、将步骤1所得混合物在30-50^oC恒温水浴下搅拌0.5-5小时，形成均一溶液；

步骤3、将步骤2所得的溶液转移至50mL聚四氟乙烯的反应釜中，于180-220^oC下反应6 - 96小时；

步骤4、将步骤3所得的产物离心分离并用蒸馏水及无水乙醇各洗涤2-5次，在80-110^oC下真空干燥9-12小时，得到产物Fe₃O₄/C；

步骤5、将所得到的Fe₃O₄/C产物分别用XRD、SEM和TEM (HTEM)表征，对在200^oC溶剂热反应48小时的样品进行电化学性能分析。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于铁盐为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁中的一种或其混合盐。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于矿化剂为尿素、碳酸氢氨，醋酸钠中的一种或其混合物。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于溶剂为水、乙醇、乙二醇、1，2丙二醇中的一种或其混合物。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于表面活性剂为聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇2000中的一种或其混合物。

9.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于添加剂是葡萄糖、蔗糖、乙醇酸、柠檬酸中的一种或其混合物。

10.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于水热或溶剂热的反应温度为180-220^oC，升温速率为1 ~ 10 ^oC/min，反应时间为12-96小时。