【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子二次电池制备方法，具体涉及氟化铁与铁硅合金复合负极，还涉及及氟化铁与铁硅合金复合负极的制备方法。
技术介绍
1、商业化锂离子电池普遍采用石墨材料作为负极，它的理论比容量仅有372mah/g，且在快速充放电过程中存在石墨层剥落现象，导致明显的容量衰减；此外，石墨负极材料的嵌锂电位与锂析出电位接近，组装成电池组后，某些单电池在快速充放电过程中易产生锂枝晶现象，这些因素都严重制约其在动力锂离子电池中的应用。因此，采用其它材料代替石墨负极成为锂离子电池研究的重点。
2、因此，大量的研究已转向寻找可以替代碳材料的新型负极材料体系，其中硅是理想的候选材料，因为它不仅有高的储锂容量，同时在地球中的含量也极为丰富。然而，硅材料低的首次库仑效率和极差的循环性能限制了它的实际应用。概括起来，妨碍硅基材料作为锂离子电池负极材料的原因主要有三个：首先，硅在充放电循环过程中存在的严重体积效应导致材料结构的崩塌；其次，硅在嵌脱锂过程中发生由晶态向无序型态的不可逆转变致使材料的结构严重破坏；第三，硅的导电性能差，且与锂反应不均匀降低了硅材料的循环性能。近年来，广大电池工作者围绕硅基材料开展了大量的研究，硅合金因有高的体积能量密度而成为硅粉基复合材料研究的一个热点，然而由于这些合金没有充分利用到多种金属的协同效应，这些合金材料虽然相对于纯硅它们的电化学性能有较大的改善，但循环性能的改善仍非常有限。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供氟化铁与铁硅合金复合负极，具有较高的循环和倍
2、本专利技术的另一个目的是提供氟化铁与铁硅合金复合负极的制备方法。
3、本专利技术所采用的第一个技术方案是，氟化铁与铁硅合金复合负极，包括纳米硅、纳米铁和氟化铁包覆层，纳米硅与纳米铁使用球磨工艺进行合金化，使硅与铁形成铁硅合金，使用氟化氢作为氟源对铁硅合金粉末进行氟化处理，形成表面具有氟化铁薄膜包覆层的硅铁合金/氟复合负极。
4、本专利技术所采用的第二个技术方案是，氟化铁与铁硅合金复合负极的制备方法，具体按以下步骤实施：
5、步骤1：取硅粉与铁粉混合均匀放置于不锈钢球磨罐中球磨，滴加去离子水；
6、步骤2：在高转速下球磨，得到合金粉末；
7、步骤3：对步骤2得到的合金粉末进行热处理，然后在氩氢气氛中升温进行热处理，随炉冷却降至室温制得铁硅合金粉末；
8、步骤4：将铁硅合金粉末进行氟化处理，取样品置于管式炉中，通入氟化氢气体，氟化处理，制得氟化铁与铁硅合金复合负极材料。
9、本专利技术另一技术方案的特点还在于，
10、步骤1中的硅粉与铁粉的质量比为1：1-2，球磨过程中，球料比为50:1，滴加10ml去离子水。
11、步骤2中球磨转速为200r/min，球磨时间为15-20h。
12、步骤3中，合金粉末在真空干燥箱干燥12h。
13、步骤3中，合金粉末在氩氢气氛中升温至700℃保温2h。
14、步骤4中，取适量样品置于管式炉中，通入氟化氢气体，升温至200-380℃保温1-5min，随炉冷却。
15、本专利技术的有益效果是：
16、本专利技术用球磨法成功的对硅材料进行改性，制备出高品质的铁硅合金/氟复合材料。该材料在电池性能测试方面表现出非常好的性能。在500ma g-1的电流密度下循环300周仍然可以提供600ma hg-1的容量。循环300次后依然可以保持约100％的库伦效率，即使在2000ma g-1的高电流密度下，仍然提供了大于500ma h g-1的容量。另外经过改性以后的硅负极材料展现了非常好的倍率性能。同时，该材料主要采用球磨工艺制备，制备成本极其的低廉，为以后的实际推广及应用提供了方便。
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1.氟化铁与铁硅合金复合负极，其特征在于，包括纳米硅、纳米铁和氟化铁包覆层，纳米硅与纳米铁使用球磨工艺进行合金化，使硅与铁形成铁硅合金，使用氟化氢作为氟源对铁硅合金粉末进行氟化处理，形成表面具有氟化铁薄膜包覆层的硅铁合金/氟复合负极。
2.氟化铁与铁硅合金复合负极的制备方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：
3.根据权利要求2所述的氟化铁与铁硅合金复合负极的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的硅粉与铁粉的质量比为1：1-2，球磨过程中，球料比为50:1，滴加10ml去离子水。
4.根据权利要求2所述的氟化铁与铁硅合金复合负极的制备方法，其特征在于，所述步骤2中球磨转速为200r/min，球磨时间为15-20h。
5.根据权利要求2所述的氟化铁与铁硅合金复合负极的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，合金粉末在真空干燥箱干燥12h。
6.根据权利要求2所述的氟化铁与铁硅合金复合负极的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，合金粉末在氩氢气氛中升温至700℃保温2h。
7.根据权利要求2所述的氟化铁与铁硅合金复合负极的
...【技术特征摘要】
1.氟化铁与铁硅合金复合负极，其特征在于，包括纳米硅、纳米铁和氟化铁包覆层，纳米硅与纳米铁使用球磨工艺进行合金化，使硅与铁形成铁硅合金，使用氟化氢作为氟源对铁硅合金粉末进行氟化处理，形成表面具有氟化铁薄膜包覆层的硅铁合金/氟复合负极。
2.氟化铁与铁硅合金复合负极的制备方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：
3.根据权利要求2所述的氟化铁与铁硅合金复合负极的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的硅粉与铁粉的质量比为1：1-2，球磨过程中，球料比为50:1，滴加10ml去离子水。
4.根据权利要求2所述的氟化铁与铁硅合金复...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明，李皓琪，邹星驰，李昊，王峥，孙博，于康，李文斌，李喜飞，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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