[发明专利]一种制备高性能三氧化二铁/铁酸锌复合电极材料的方法

说明书

本发明公开了一种制备高性能三氧化二铁/铁酸锌复合电极材料的方法。（1）分别以六水合硝酸锌和六水合氯化铁为锌源和铁源，以蔗糖为助剂，用去离子水溶解得到原料液；（2）在空气气氛下焙烧原料液，得到三氧化二铁/铁酸锌（Fe₂O₃/ZnFe₂O₄）复合电极材料。本发明方法十分简单、成本低、产率高、制备条件易于控制，制备的Fe₂O₃/ZnFe₂O₄复合材料作为锂离子电池负极材料具有高的储锂性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池负极材料的技术领域，具体涉及一种高性能三氧化二铁/铁酸锌 (Fe₂O₃/ZnFe₂O₄)复合电极材料的制备方法。

技术背景

铁基尖晶石型双过渡金属氧化物ZnFe₂O₄由于具有嵌锂容量高(其理论比容量为1072 mAhg^-1，传统石墨负极仅为372mAhg^-1)，安全性好、环境友好、原料来源广泛、价格低廉等突出优点而被认为是非常具有应用前景的新一代锂离子电池负极材料之一。但是，ZnFe₂O₄作为锂离子电池负极材料在充放电过程中会发生明显的体积变化导致颗粒粉化，从而使其循环稳定性和倍率性能变差。Fe₂O₃/ZnFe₂O₄复合电极材料包含两个不同相，由于两相的协同效应，在充放电过程中能够缓解由于体积变化产生的内应力，从而提高ZnFe₂O₄电极材料嵌脱锂性能。ZnFe₂O₄基电极材料的制备方法有：水热法、聚合物裂解法、尿素燃烧法、均相沉淀法等。但大多数制备方法步骤多、条件要求苛刻。为此，本发明提出一种十分简单的制备高性能Fe₂O₃/ZnFe₂O₄复合电极材料的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备高性能三氧化二铁/铁酸锌(Fe₂O₃/ZnFe₂O₄)复合电极材料的方法。

具体步骤为：

(1)将锌铁摩尔比为1:2的二价锌盐和三价铁盐混合。

(2)按蔗糖与三价铁盐的质量比为1:1的比例向步骤(1)的混合物中加入蔗糖，再向其中加入三价铁盐，步骤(2)加入的三价铁盐与步骤(1)加入的三价铁盐的摩尔比为1:32～1:2，然后加入去离子水使其全部溶解。

(3)将步骤(2)所得的混合溶液置于马弗炉中在空气气氛下，在600℃条件下烧结3小时，得到Fe₂O₃/ZnFe₂O₄复合电极材料。

所述二价锌盐为Zn(NO₃)₂·6H₂O。

所述三价铁盐为FeCl₃·6H₂O。

本发明采用蔗糖辅助直接烧结法制备高性能Fe₂O₃/ZnFe₂O₄复合电极材料，方法十分简单、成本低、产率高、制备条件易于控制。

附图说明

图1为实施例1～3所得的铁酸锌电极材料的XRD图谱。

具体实施方式