[发明专利]一种高容量型锂离子电池负极材料α-Fe2O3及其制备方法

说明书

技术领域

在此本发明属于电化学领域，具体涉及一种高容量型锂离子电池负极材料α-Fe₂O₃及其制备方法。

背景技术

锂离子电池因其具有优良的特性而成为目前综合性能较好的电池体系，随着其应用领域从民用信息产业（移动电话、笔记本电脑等高性能便携式电子设备）向能源交通（电动汽车等）的进一步扩展，对锂离子电池的容量及快速充放电能力都提出了更高的要求。负极材料是决定锂离子电池综合性能的关键因素之一。目前，商业化锂离子电池负极材料仍然已石墨类负极为主，但其存在比容量低，倍率放电性能差，充放电过程中容易产生金属锂的沉积等问题，从而会造成一定的安全隐患。因此，积极探索比容量高、容量衰减率小、倍率充放电性能好且安全的新型锂离子电池负极材料体系已成为国际上研究的热点。目前研究较热的高容量负极主要包括合金类负极和氧化物类负极^[1-6]。但因合金类如硅基负极材料在脱嵌锂过程中体积变化高约400%，循环性能很差，影响了它的实际应用，而过渡金属氧化物因具有很高的理论比容量，相对较小的体积膨胀率，是较有前景的一类负极材料。

其中，α-Fe₂O₃因比容量高，成本低，稳定性好，不污染环境而受到人们的高度重视[7-19]。查阅相关文献发现，水热法合成亚微米级锂离子电池用负极材料α-Fe₂O₃已经成为主流方法之一，水热法工艺使得活性物质粒子在液相中接触反应，结晶形核并长大，可以得到粒径小、分布均匀且不团聚的α-Fe₂O₃，此法制备的α-Fe₂O₃形貌更丰富，可以调控，且电化学性能良好。但报道的多数文章均通过添加表面活性剂来控制产物的颗粒形貌及大小分布，目前也没有查阅到关于水热法制备锂离子电池负极材料α-Fe₂O₃的专利，故本发明在不添加任何表面活性剂的情况下制备得到了亚微米级且分散良好的球状α-Fe₂O₃，并将其用作锂离子电池负极材料，发现它表现出很高的电化学比容量，有作为大容量储能用锂离子电池负极材料的潜力。

参考文献

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