原位四氧化三铁‑碳核壳纳米颗粒的制备方法及其应用技术

一种原位四氧化三铁‑碳核壳纳米颗粒的制备方法，步骤是：将一定浓度的金属铁盐和亚氨基二乙酸的水溶液置于反应釜中，在一定温度下反应一定时间，生成前驱体Fe‑IDA；洗涤、干燥后置于氩气保护的管式炉中，在一定温度下进行退火实验，得到负极材料四氧化三铁‑碳；将正极、负极、隔膜置于纽扣电池中，加入一定浓度的六氟磷酸锂溶液作为电解液，封装后得到锂离子电池。本发明专利技术采用原位合成的方法实现了碳包覆，解决了制备时间长、成本高、电子电导率低、复合材料孔隙率低等问题。本发明专利技术组装的新型锂离子电池充放电性能优异，并且具有较好的循环稳定性，应用范围宽。

【技术实现步骤摘要】
原位四氧化三铁-碳核壳纳米颗粒的制备方法及其应用
本专利技术涉及一种原位四氧化三铁-碳核壳纳米颗粒的制备方法及其应用，属于电池和电化学

技术介绍
电极材料是锂离子电池体系的核心，其中负极材料更是提高锂离子电池能量及循环寿命的重要因素。目前，商业化使用的负极材料大多为石墨负极材料。但是该类负极材料实际放电比容量已经接近其理论值，无法满足新一代锂离子电池的需求。在寻找石墨替代物的过程中，一些过渡金属氧化物因其具有较高的理论容量、安全性好、成本低而引起了研究者们的广泛关注。然而，这类过渡金属氧化物材料往往电子电导率较低，且其充放电过程伴随着较大的体积变化，因此容量衰减较快、倍率性能较差。构建纳米多孔结构的过渡金属氧化物/碳复合材料可以极大的改善其电化学性能，克服其内在缺点。但是，目前合成具有多级结构的多孔过渡金属氧化物/碳复合材料往往采用非原位的合成方法，即首先合成出过渡金属氧化物，随后加入碳源进行处理，得到复合材料。因而存在制备时间长、成本高、复合材料的孔隙率低等问题而限制了商业化生产。现有技术中，CN103241777A公开了一种碳材料、碳-四氧化三铁复合材料的制备方法，该方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位四氧化三铁‑碳核壳纳米颗粒的制备方法，其特征在于具体步骤如下：1)将摩尔比为(1‑3):1的金属铁盐和亚氨基二乙酸加入超纯水中，配置金属铁盐水溶液的浓度为0.03‑0.5mol/L，在不断搅拌直至完全溶解，得到混合液，所述金属铁盐为硫酸亚铁铵或氯化铁；2)将上述混合液转移到反应釜中，将反应釜置于鼓风干燥箱中在140‑180℃下保温6‑18小时，然后降至室温，得到前驱体Fe‑IDA，将产物分别用水和乙醇洗涤干燥备用；3)将上述前驱体Fe‑IDA置于管式炉中，以2‑10℃/min升温速率加热至400‑600℃并保温1‑5小时，得到原位合成的四氧化三铁‑碳核壳纳米颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种原位四氧化三铁-碳核壳纳米颗粒的制备方法，其特征在于具体步骤如下：1)将摩尔比为(1-3):1的金属铁盐和亚氨基二乙酸加入超纯水中，配置金属铁盐水溶液的浓度为0.03-0.5mol/L，在不断搅拌直至完全溶解，得到混合液，所述金属铁盐为硫酸亚铁铵或氯化铁；2)将上述混合液转移到反应釜中，将反应釜置于鼓风干燥箱中在140-180℃下保温6-18小时，然后降至室温，得到前驱体Fe-IDA，将产物分别用水和乙醇洗涤干燥备用；3)将上述前驱体Fe-IDA置于管式炉中，以2-10℃/min升温速率加热至400-600℃并保温1-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：安翠华，高振，丁轶，刘喜正，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津,12