溶剂热法合成空心球状 MFe2O4/C 复合材料及其在锂离子电池方面的应用
课题骨干--张秋美

采用简单的溶剂热法一步合成了表面碳包覆的空心球状 MFe2O4/C(M=Zn,Fe,Co) 复合材料,特殊的空心球结构有利于 Li4 的可逆脱嵌及舒缓嵌锂过程中产生的体积膨胀;表面包覆的碳增强了该材料的导电性并在一定程度上改善其循环性能。通过调节反应物浓度及反应时间可制得不同粒径范围的空心球状颗粒。

 

图1 空心球状Fe2O4/C复合材料的颗粒形貌(a)SEM图 (b)TEM图

电化学测试发现此类材料具有优异的电化学性能,比如 ZnFe2O4样品其首周充电比容量可达 911 mAh/g,循环30圈以后充电比容量为826 mAh/g,容量保持率高达91%;Fe3O4材料循环70圈后放电比容量仍高达890 mAh/g,显示了优异的循环性能。此类材料比容量高,循环性能及倍率性能均较好,是理想的高密度锂离子电池负极材料。此类材料的合成工艺简单,操作方便,对实验环境无特殊要求,适用于扩大再生产。

图2 ZnFe2O4/C 复合材料的电化学性能(a)充放电曲线 (b) 循环性能曲线

 
 
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