[发明专利]一种用作锂电池负极材料的氟碳掺杂的四氧化三铁及其制备方法

权利要求书

1.一种用作锂电池负极材料的氟碳掺杂的四氧化三铁，其特征在于：所述氟碳掺杂的四氧化三铁为空心、多孔或多孔的空心纳米结构。

2.根据权利要求1所述的一种用作锂电池负极材料的氟碳掺杂的四氧化三铁，其特征在于：所述氟碳掺杂纳米结构中，F与Fe的质量比不高于1，C与Fe的质量比不高于1。

3.根据权利要求1所述的一种用作锂电池负极材料的氟碳掺杂的四氧化三铁，其特征在于：所述氟碳掺杂纳米结构中，F与C的质量比为0.25-4.5。

4.根据权利要求1所述的一种用作锂电池负极材料的氟碳掺杂的四氧化三铁，其特征在于：所述氟碳掺杂纳米结构中，优选F的质量不高于C的质量。

5.根据权利要求1所述的一种用作锂电池负极材料的氟碳掺杂的四氧化三铁，其特征在于：所述氟碳掺杂的四氧化三铁作为锂离子电池电极材料充放电100次后，比容量不低于900mAh/g。

6.一种用作锂电池负极材料的氟碳掺杂的四氧化三铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将含有三价铁的铁源与能够与络合剂、弱还原剂及絮凝剂混合后，通过水热法制得空心、多孔或多孔的空心四氧化三铁；

（2）将空心、多孔或多孔的空心四氧化三铁与具有羟基作为侧基的碳链结构的醛、酮或酯类化合物的溶液混合，通过水热法反应后碳化处理得到碳掺杂的空心或多孔四氧化三铁；

（3）将碳掺杂的空心、多孔或多孔的空心四氧化三铁与含氟的掺杂材料混合分散均匀后，在惰性气体条件下，通过高温处理得到氟碳掺杂的四氧化三铁。

7.根据权利要求6所述的一种用作锂电池负极材料的氟碳掺杂的四氧化三铁的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）和（2）中水热法反应的温度不低于160℃，反应时间不低于30min，步骤（3）中的高温处理温度不低于400℃，处理时间不低于30min。

8.根据权利要求6所述的一种用作锂电池负极材料的氟碳掺杂的四氧化三铁的制备方法，其特征在于：所述具有羟基作为侧基的碳链结构的醛、酮或酯类化合物包括主链结构为C4-C16的直链或支链或环状的碳链、且具有两个以上羟基的化合物，所述含氟掺杂材料为氟含量占聚合物总质量45%以上的含氟聚合物。

9.根据权利要求6所述的一种用作锂电池负极材料的氟碳掺杂的四氧化三铁的制备方法，其特征在于，所述含有三价铁的铁源为溶于水中能够形成三价铁离子的化合物，所述络合剂为能够与三价铁离子络合形成稳定化学物质的，所述弱还原剂为具有还原性能的胺类，所述絮凝剂为有机高分子絮凝剂。

10.根据权利要求6所述的一种用作锂电池负极材料的氟碳掺杂的四氧化三铁的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中三价铁的铁源包括硝酸铁、硫酸铁、氯化铁、磷酸铁及其组合物，所述络合剂包括三磷酸钠、六偏磷酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、聚丙烯酸钠盐、乙二胺四乙酸钠、乙酰丙酮、羟基喹啉及其组合物，弱还原剂包括碳酰胺、乙二酰胺及其组合物，所述絮凝剂包括聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙、聚丙烯酰胺、苯乙烯磺酸盐、甲基丙烯酸共聚物及其组合物。