[发明专利]一种Fe2

说明书

本发明涉及锂离子电池负极材料技术领域，且公开了一种Fe₂O₃负载碳包覆纳米Co₃O₄的锂离子电池负极材料，包括以下配方原料：双层碳包覆Co₃O₄空心微球纳米纤维、FeCl₃、碳纳米管、十六烷基三甲基溴化铵。该一种Fe₂O₃负载碳包覆纳米Co₃O₄的锂离子电池负极材料，SiO₂包覆Co基金属有机骨架，在N₂/O₂氛围热裂解过程中，SiO₂的包覆作用可以避免碳层与O₂直接接触，形成形貌稳定的多孔碳结构，Co₃O₄空心微球纳米纤维缩短了锂离子的传输路径，通过双层碳包覆，内层多孔碳结构促进了电解液的渗透和锂离子的扩散，外层碳为N掺杂碳结构，具有优异的导电性，有利于形成稳定的SEI膜，通过热溶剂法在碳层表面形成纳米Fe₂O₃‑碳纳米管，为电荷和锂离子提供了传输通道。

技术领域

本发明涉及锂离子电池负极材料技术领域，具体为一种Fe₂O₃负载碳包覆纳米Co₃O₄的锂离子电池负极材料及其制法。

背景技术

锂离子电池是一种可充电的二次电池，它主要通过锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌来工作，充电时锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时锂离子从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂状态，锂离子电池具有能量密度大，输出电压高、自放电小，没有记忆效应等优点，锂离子电池在工作过程在循环性能优越、可快速充放电、充电效率高，而且输出功率大，使用寿命长，是一种理想的绿色高效能源装置，锂离子电池主要有正极材料、负极材料、隔膜、电解液组成，其中负极材料的电化学性能直接影响锂离子电池的性能。

目前锂离子电池负极材料主要有金属类负极材料如锡基合金，铝基合金、镁基合金；无机非金属类负极材料如碳材料、硅材料等；过渡金属氧化物材料如钛酸锂、锡基复合氧化物等，其中Co₃O₄具有较高的理论比容量，是一种非常具有发展潜力的锂离子电池负极材料，但是目前的Co₃O₄负极材料，导电性能较差，降低了电荷和金属离子在负极材料和电解液之间的传输和迁移，抑制了电极反应的进行，并且Co₃O₄负极材料在充放电过程中，会产生体积膨胀现象，降低了负极材料的电化学循环稳定性。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种Fe₂O₃负载碳包覆纳米Co₃O₄的锂离子电池负极材料及其制法，解决了Co₃O₄负极材料导电性能较差的问题，同时解决了Co₃O₄负极材料产生体积膨胀现象，降低负极材料的电化学循环稳定性的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种Fe₂O₃负载碳包覆纳米 Co₃O₄的锂离子电池负极材料，包括以下按重量份数计的配方原料：61-70份双层碳包覆Co₃O₄空心微球纳米纤维、26-32份FeCl₃、3-5份碳纳米管、1-2 份十六烷基三甲基溴化铵。

优选的，所述双层碳包覆Co₃O₄空心微球纳米纤维制备方法包括以下步骤：