[发明专利]一种钾离子电池用磁黄铁矿型硫化铁负极材料及制备方法

权利要求书

1.一种钾离子电池用磁黄铁矿型硫化铁负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.将九水硝酸铁和聚乙烯吡咯烷酮K30溶解在去离子水中超声搅拌8-12min配成混合溶液，然后完全干燥后研磨成粉；

b.将研磨好的粉体转移至坩埚中，然后将坩埚置于管式炉中在氢氩混合气体氛围中以5～10℃/min的升温速率加热至900～950℃，并保温1～2h，待管式炉冷却至室温后，收集黑色泡沫状产物，即为铁纳米颗粒修饰的三维石墨烯复合材料；

c.将得到的铁纳米颗粒修饰的三维石墨烯复合材料在空气氛围中热处理得到红色泡沫状产物，即为泡沫氧化铁；

d.将泡沫氧化铁和升华硫研磨混合，然后在氩混合气体氛围中以2～5℃/min的升温速率加热至500～600℃，并保温2～3h，待管式炉冷却至室温后，收集泡沫状产物，即为磁黄铁矿型泡沫硫化铁；

所述负极材料的化学式为Fe_xS，且为导体相，导电性优异，其中0.5≤x≤1；该负极材料为层状结构，层间能够存储钾离子，且首次脱嵌钾离子后，该结构转换为层间距更大的K_yFe_xS，有利于后续的脱嵌钾过程，其中0≤y≤0.5。

2.根据权利要求1所述的钾离子电池用磁黄铁矿型硫化铁负极材料的制备方法，其特征在于所述步骤a中九水硝酸铁和聚乙烯吡咯烷酮K30质量比为(1.5～1.8)：1。

3.根据权利要求1所述的钾离子电池用磁黄铁矿型硫化铁负极材料的制备方法，其特征在于所述步骤b中的氢氩混合气中，氩气体积含量为70％～90％，氢气体积含量为10％～30％。

4.根据权利要求1所述的钾离子电池用磁黄铁矿型硫化铁负极材料的制备方法，其特征在于所述步骤c中热处理温度为350～400℃，保温时间为3～4h。

5.根据权利要求1所述的钾离子电池用磁黄铁矿型硫化铁负极材料的制备方法，其特征在于所述步骤d中泡沫氧化铁和升华硫的质量比为1：(2.0～3.0)。