[发明专利]一种梭形氧化铁单晶纳米材料的制备方法

说明书

本发明涉及新能源材料技术领域，具体涉及一种梭形氧化铁单晶纳米材料的制备方法，包括以下步骤：将铁盐溶液与NaH₂PO₄溶液混合，得混合液；将所得混合液进行水热反应；将所得产物离心分离，干燥后即得梭形氧化铁单晶纳米材料，用一种简单的方法可以批量制备单分散的梭形氧化铁纳米单晶，材料具有单晶结构，适于电子的传输，减少传输过程中电子的耗散，并可大批量制备，产率高，材料成品稳定。

技术领域

本发明涉及新能源材料技术领域，具体涉及一种梭形氧化铁单晶纳米材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、开路电压高、循环寿命长、良好安全性等优点，广泛应用于便携式电子设备，如手机，笔记本电脑，也是未来电动汽车优选动力电源，具有广阔的应用空间和经济价值。

目前对于锂离子电池研究的重点集中在电池的正负极材料上，其中，负极材料是锂离子电池的关键材料之一。目前商用的锂离子电池主要以碳基材料作为负极，但是由于石墨负极材料的可逆容量只有372mAh/g,这严重限制了未来锂离子电池的发展，因此研究者希望能够找到一种具有高的比容量同时循环性能优异的电极材料来制备锂离子电池。Fe₂O₃作为锂离子电池负极材料拥有高达1007mAh/g的理论容量，但是Fe₂O₃本身的电导性差，电子传递速度慢，而且循环过程中会产生体积膨胀，最终导致电池倍率性能和循环性能并不理想；此外，现有的Fe₂O₃制备方法繁琐，不利于工业化生产。CN102528027B报道采用高氯酸铁、磷酸二氢钠和尿素制备纺锤形α-Fe₂O₃粒子，该方法需要加入尿素调节pH，且高氯酸铁为强氧化剂，不利于大规模生产。为了改善Fe₂O₃作为锂离子电池负极材料的循环性能，研究者希望能够采用简单的工艺批量制备出纳米尺寸的Fe₂O₃颗粒，提高锂离子扩散系数以及电子传导率，最终获得可以工业化生产的电化学性能良好的锂离子电池材料。

发明内容

本发明提供了一种梭形氧化铁单晶纳米材料的制备方法，解决了现有技术。

为了解决该技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种梭形氧化铁单晶纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铁盐溶液与NaH₂PO₄溶液混合，得混合液；

(2)将步骤(1)所得混合液进行水热反应；

(3)将步骤(2)所得产物过滤，即得梭形氧化铁单晶纳米材料。

优选的，所述铁盐为氯化铁、硝酸铁或硫酸铁中的任意一种。

优选的，所述铁盐为FeCl₃·6H₂O。

优选的，所述水热反应温度为80-120℃，所述水热反应时间为24-72小时。

优选的，所述铁盐溶液的摩尔浓度为0.2-0.5mol/L。

优选的，所述NaH₂PO₄溶液的摩尔浓度为0.01-0.05mol/L。

优选的，铁盐溶液与NaH₂PO₄溶液的摩尔量之比为100-500。

本发明还提供了一种所述梭形氧化铁单晶纳米材料的制备方法得到的梭形氧化铁单晶纳米材料在锂离子电池负极材料的应用。

本发明和现有技术相比，具有以下优点：