[发明专利]一种Fe3

说明书

本发明公开了一种Fe₃O₄‑MoO₂@SFAC锂离子电池负极材料的制备方法，属于锂离子电池技术领域。所述制备方法包括：1)将剑麻纤维洗净剪成小段，将剑麻纤维进行前期处理，包括炭化和进行水热反应，得到SFAC；2)称取铁源、钼源、络合剂、缓冲剂和经过水热处理后的剑麻纤维活性炭粉，加入至去离子水溶解、混合均匀后转移至反应釜中，置于鼓风干燥箱进行水热反应，将反应结束后得到的样品经过滤、洗净、烘干、煅烧后即得到Fe₃O₄‑MoO₂@SFAC锂离子电池负极材料。本发明制备的锂离子电池负极材料具有优良的电化学性能，其比容量较高且循环稳定性好。

【技术领域】

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种Fe₃O₄-MoO₂@SFAC锂离子电池负极材料的制备方法。

【背景技术】

当今社会，随着二十一世纪微电子技术的发展，小型化设备的日益增多，对储能设备提出了更高的要求。锂离子电池由于其体积小、质量轻、自放电小等特点成为21世纪的理想储能设备。但是传统的锂离子电池负极材料石墨的由于其理论比容量较低、倍率性能较差、充放电平台过低的缺点已不能满足人们的日益增长需求。

生物质炭材料作为一种新兴的锂离子电池负极材料，其具有廉价易得、环境友好的特点，并且这类材料的理论比容量要比传统的负极材料石墨要高。

过渡金属氧化物(如Fe₂O₃、Fe₄O₃、CuO、NiO、MoO_2、MoO₃等)由于理论比容量较高，且具有较好的安全性，越来越引起研究者们的关注。但由于其在脱嵌锂过程中存在较大的体积变化而易产生碎裂粉化，从而使部分活性物质在循环过程中失去有效电接触，使其容量逐渐衰减，循环稳定性较差。因此如何在保持其高比容量特性的同时、提高过渡金属氧化物负极材料的循环稳定性，成为该类负极材料实现实际应用的关键所在。目前，主要有两个方法可以解决这个问题，其一是制备纳米化的活性材料，增大材料的比表面积，减小电荷扩散路径。其二是与碳材料进行复合，这样不仅阻止活性物质的脱落，而且形成的碳包覆层可以提高材料的导电性；但是提高的容量不大。目前尚未见有将氧化铁、二氧化钼与碳材料复合以得到电化学性能良好的锂离子电池负极材料的报道。

【发明内容】

本发明针对上述问题，提供一种Fe₃O₄-MoO₂@SFAC锂离子电池负极材料的制备方法。所述锂离子电池负极材料具有优良的电化学性能，比容量较高且循环稳定性好。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种Fe₃O₄-MoO₂@SFAC锂离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将剑麻纤维洗净剪成约1-2cm长的小段置于坩埚中，在管式炉中在惰性气氛下炭化2-2.5h，炭化温度为700-1200℃，升温速率为3-4℃/min，待炉温自然冷却至室温后，将得到的炭材料在行星式球磨机中以转速35r/s球磨粉碎5-6h，制得粉末样品；继续对所得到的粉末样品作进一步处理：将所得到的粉末样品放入鼓风干燥机中在120-140℃条件下水热5-6h，自然冷却后洗涤干燥得到剑麻纤维活性炭粉末样品；

(2)称取一定量的铁源、钼源、络合剂、缓冲剂和经过水热处理后的剑麻纤维活性炭粉末均匀混合后加入去离子水溶解，转移至高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，将反应釜移至鼓风干燥箱中，在100-160℃条件下再次水热14-18h，将反应结束后得到的样品经过滤、洗净、烘干、煅烧后得到黑色粉末样品，即为Fe₃O₄-MoO₂@SFAC锂离子电池负极材料。