[发明专利]一种碳包覆FeF3‑石墨烯电极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种碳包覆FeF3‑石墨烯电极材料制备方法，先制备氧化石墨烯水溶液，然后制备碳包覆Fe3O4‑石墨烯纳米复合材料，碳包覆FeF3‑石墨烯纳米复合材料；本发明采用一步水热法构筑碳包裹和石墨烯的双重保护复合结构，在制备纳米级的FeF3的过程中同时进行碳包覆和石墨烯复合，双重保护有效地克服了FeF3在充放电过程中的严重的体积效应、极化现象以及材料利用率低等问题。获得的碳包覆FeF3/石墨烯复合电极材料在100mAh/g电流密度下的首次放电比容量高达375mAh/g，循环60次后，放电比容量为230mAh/g，石墨烯的引入，有效地提高了电极材料的比容量和循环稳定性；本发明工艺简单易行，适合工业化的大规模推广。

主权项

一种碳包覆FeF3‑石墨烯电极材料的制备方法；其具体步骤如下：1)氧化石墨烯水溶液的制备先制备氧化石墨，将该氧化石墨固体悬浊液进行超声分散，实现单层剥离，得到浓度为1～8g/L的氧化石墨烯分散液；2)碳包覆Fe3O4‑石墨烯纳米复合材料的制备配制质量浓度为0.01～1.0g/mL的Fe3O4前驱体溶液和质量浓度为0.03～0.03g/mL碳源前驱体溶液，然后将Fe3O4前驱体溶液、碳源前驱体溶液和步骤(1)得到的氧化石墨烯分散液按照体积比为1:(0.7～1):(1～5)混合，超声分散，将分散好的溶液移入到水热反应釜中，160～200℃反应6～48h，自然冷却，用蒸馏水离心洗涤，冷冻干燥，最后将干燥好的粉末在保护气氛中300～700℃煅烧1～5h得到碳包覆Fe3O4‑石墨烯复合电极材料；3)碳包覆FeF3‑石墨烯纳米复合材料的制备称取步骤(2)得到的碳包覆Fe3O4‑石墨烯，用滤纸包裹好后放置在反应釜内衬里的聚四氟乙烯棒上，加入HF到水热反应釜内，然后在100～200℃反应1～15h，自然冷却后取出样品，真空干燥，将干燥好的样品放入管式炉中，在保护氛围中150～700℃煅烧1～10h后制得碳包覆FeF3‑石墨烯纳米复合材料。