[发明专利]石榴状Fe3

说明书

本发明公开了石榴状Fe₃O₄@N‑C纳米粒子，它是将40~50 mg聚丙烯酸、100~200μL氨水和20~35 mL去离子水依次加入容器中，搅拌混合均匀后，将80~120 mL异丙醇滴加到溶液中，滴加完毕后，再向溶液中加入50~100 mg四水合氯化亚铁，室温下搅拌反应；离心，沉淀烘干，通过在惰性气体保护下500~600℃煅烧后获得的；该纳米粒子是由许多超小的氮掺杂碳包覆四氧化三铁二级单元组装而成，二级单元粒径小于5 nm，大大减小了锂离子的传输距离。具有超高的循环稳定性和倍率性能。以其为活性材料制备的锂电池；实验表明具有超高的循环性能和快速充放电能力。

技术领域

本发明属于纳米复合材料及其应用技术领域，具体涉及一种石榴状氮掺杂碳包覆四氧化三铁（Fe₃O₄@N-C）高性能锂电池负极材料的制备方法。

背景技术

过渡金属氧化物M_xO_y（M = Fe、Co、Cu、Ni等）作为锂离子电池负极材料的研究始于2000年，Tarascon课题组首次报道了纳米尺度的过渡金属氧化物负极材料，并表现出优异的电化学性能，同时他还提出了这类材料作为锂离子电池负极材料的储锂机理与传统的嵌锂机理不同。在放电过程中，过渡金属氧化物M_xO_y与锂发生完全可逆的氧化还原反应，具有较高的理论可逆容量（500-1000 mAh g^-1），普遍高于传统碳材料（理论容量为374 mAh g^-1）。且过渡金属氧化物的放电平台高于石墨类，有利于避免充放电过程中锂枝晶的形成。因此，有利于新一代大容量锂离子电池的发展。而在众多的过渡金属氧化物中，铁的氧化物（如Fe₂O₃、Fe₃O₄等）在自然界中资源丰富、无毒、易于制备，且价格低廉，对其潜在的应用具有重要的实际意义，很快受到广大科研工作者的关注，被认为是最有希望的负极材料。