[发明专利]一种锂离子电池氧化铁基高性能负极材料的制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池四氧化三铁/碳复合负极材料的制备方法，其特征是采用溶剂热法，利用具有多孔结构和高比表面积的碳质材料作为载体，一步合成出具有镶嵌结构的纳米多孔Fe₃O₄/C负极材料，具体工艺步骤为：

（1）配置溶液：选用铁盐为铁源，称取一定质量，溶解于一定量溶剂中，搅拌均匀形成澄清溶液,其中铁盐的浓度控制在0.02~1 mol/100 ml，此溶液标记为溶液A；

选用钠盐为沉淀剂，称取所需质量，溶解于一定量溶剂中，再加入一定量的分散剂并磁力搅拌，形成均匀透明溶液，其中钠盐的浓度控制在0.02~1 mol/100 ml，此溶液标记为溶液B；

（2）将溶液B逐滴加入溶液A中，并不断搅拌，直至混合溶液呈黄褐色均一溶液；

（3）称取一定量的碳质基质材料，加入步骤（2）所述得混合溶液中继续搅拌一段时间，再对悬浊液进行超声分散0.5~2 h； 

（4）将适量步骤（3）中形成的悬浊液倒入带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中，于恒温箱内一定温度下反应12~72 h，得到粉体颗粒；

（5）将步骤（4）中得到的粉体颗粒进行分离，并用去离子水和乙醇洗涤，再将粉体于真空干燥箱中一定温度下烘干5~12 h，得到疏松的多孔Fe₃O₄/C复合材料。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池四氧化三铁/碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的铁盐为硝酸铁、氯化铁及其结晶水化合物。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池四氧化三铁/碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的溶剂为去离子水、无水乙醇、去离子水与无水乙醇的混合液、乙二醇、去离子水与乙二醇的混合液。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池四氧化三铁/碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的钠盐为乙酸钠、碳酸氢钠以及其结晶水化合物、氢氧化钠。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池四氧化三铁/碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的分散剂为异丙醇、乙二胺或聚乙二醇。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池四氧化三铁/碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的碳质基质为：石墨烯、膨胀石墨、碳气凝胶、乙炔黑、KS₆、SP、活性炭。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池四氧化三铁/碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的碳质基质与铁离子的物质的量之比为：8×10^-3~ 4。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池四氧化三铁/碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的一定温度，是指干燥箱的温度为120~220 ^oC。

9.根据权利要求1所述的锂离子电池四氧化三铁/碳复合负极材料的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的一定温度，是指真空干燥箱内的温度为60~100 ^oC。