[发明专利]一种锂离子电池负极材料用摇铃状Fe3

权利要求书

1.一种锂离子电池负极材料用摇铃状Fe₃O₄/C/MoS₂杂化微粒，其特征在于，该杂化微粒具有摇铃状的结构，其中心具有亚微米级立方状Fe₃O₄颗粒，颗粒和内壳C层间具有可活动的空间，内壳C层表面由MoS₂纳米片层包覆；所述杂化微粒的制备过程包括下述步骤：①亚微米级立方状α-Fe₂O₃的制备：将27.3 g六水氯化铁（FeCl₃·6H₂O）溶解在50 ml的去离子水中，恒温75 ℃剧烈搅拌30 min后，逐滴加入由10.8 g氢氧化钠（NaOH）和50 ml去离子水配制成的溶液，继续搅拌10 min后，将混合溶液转移至反应釜中，110 ℃下恒温熟化48 h，然后取出样品离心沉淀，沉淀物在60 ℃下干燥12 h后，研磨即可得到边长为550nm的砖红色亚微米级立方状α-Fe₂O₃；②核-壳状α-Fe₂O₃/聚多巴胺（PDA）复合微粒的制备：称取0.32 g步骤①中制备的亚微米级立方状α-Fe₂O₃置于500 mL烧瓶中，加入300 mL的去离水和100 mL的无水乙醇，超声分散40 min之后，加入一定量的多巴胺（DA）和三羟甲基氨基甲烷（TRIS），搅拌12 h后，使用去离子水进行三次离心洗涤，将所得沉淀在60℃下干燥12 h即可得到核-壳状α-Fe₂O₃/PDA复合微粒；③摇铃状α-Fe₂O₃/PDA复合微粒的制备：将步骤②中制备的所有α-Fe₂O₃/PDA复合微粒置于一定量浓度为4 mol/L的盐酸溶液中，室温下搅拌一定时间，α-Fe₂O₃部分被刻蚀，形成摇铃状α-Fe₂O₃/PDA复合微粒；④摇铃状Fe₂O₃/PDA/MoS₂杂化微粒的制备：称取0.1 g步骤③中制备的摇铃状α-Fe₂O₃ /PDA复合微粒加入到50 mL去离水中，超声分散40 min，接着，称量一定量的二水钼酸钠和硫脲分别溶于10 mL去离子水中，将钼酸钠溶液和硫脲溶液加入上述溶液中，然后转移到反应釜中，200℃下恒温水热反应24 h，即可得到摇铃状α-Fe₂O₃/PDA/MoS₂杂化微粒；⑤摇铃状Fe₃O₄/C/MoS₂杂化微粒的制备：将步骤④中制备的α-Fe₂O₃/PDA/MoS₂在氮气环境下加热至600℃恒温2 h，PDA碳化形成氮原子掺杂的C壳，α晶型的Fe₂O₃高温下被碳还原形成Fe₃O₄，最终得到摇铃状Fe₃O₄/C/MoS₂杂化微粒。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料用摇铃状Fe₃O₄/C/MoS₂杂化微粒，其特征在于，内壳C层的厚度为18-35nm。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料用摇铃状Fe₃O₄/C/MoS₂杂化微粒，其特征在于，外层的MoS₂层的厚度为50-100nm，其由片状的纳米MoS₂堆积而成。