铁基氧化物/碳复合锂离子电池负极材料的制备及其结构和性能研究

【摘要】铁基氧化物由于具有放电容量高,原料丰富且廉价的优点,在锂离子电池电极材料领域极具发展潜力和应用前景。本论文通过喷雾干燥法和溶剂热法,制备出了纳米Fe2O3和多种形貌的Fe3O4/C复合材料。结合X-射线衍射、场发射扫描电子显微镜、元素分析等多种现代材料测试分析手段以及恒电流充放电学测试技术,研究了材料制备的工艺和其参数对所合成材料结构和电化学性能的影响,探讨了影响复合电极材料循环性能的关键因素及其影响机制。研究结果表明,通过喷雾干燥法合成的Fe203,其放电容量为1180mAh/go添加碳源热处理后可以得到Fe3O4/C,提升了循环稳定性。以蔗糖为碳源添加硬脂酸钠可以使Fe3O4/C表面形成多孔结构。蔗糖添加量增加时,Fe3O4/C的循环稳定性增加,容量先增后减,蔗糖加入量为2mol/L100mL时电化学性能最优。添加石墨可以有效提高Fe3O4/C的可逆放电容量。通过溶剂热法得到了核-壳结构的Fe3O4,对溶剂热温度、溶剂的选择、反应时间和醋酸钠加入量进行了探索,发现以无水氯化铁为铁源在体积比为3：1的NMP和EG混合溶剂中加入2g醋酸钠200℃下溶剂热24h后,得到了球形单分散的核壳结构Fe304材料,颗粒单体为300nm左右。通过添加不同碳源,溶剂热过程得到了Fe3O4/C复合材料,其中,科琴黑或质量分数为2：1的科琴黑+VGCF为碳源时,首次放电比容量分别为1170mAh/g和1402mAh/g,40次循环后,放电比容量分别为845mAh/g和829mAh/go
【作者】麦超；
【导师】潘洪革；高明霞；
【作者基本信息】浙江大学，材料学，2014，硕士
【关键词】喷雾干燥法；溶剂热法；表面活性剂；Fe3O4/C复合材料；锂离子电池；

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