[发明专利]一种RGO改性Fe3

说明书

本发明公开了一种RGO改性Fe₃O₄‑SnO₂复合材料的制备方法及其应用。通过简单的共沉淀法合成FeSnO(OH)₅，结合在管式炉里面的热处理，即可得到多孔立方盒Fe‑SnO₂，接着与聚多巴胺包覆，碳化后与氧化石墨烯复合，热处理后得RGO改性Fe₃O₄‑SnO₂复合材料，该复合材料应用于锂离子电池负极材料。本发明利用简单的共沉淀法以及碳材料改性得到RGO改性Fe₃O₄‑SnO₂复合材料，将其作为储能电极材料时，展现了高容量、循环稳定性能好的优势。本发明方法提供了一种不同种类氧化物原位共掺杂的合成策略，为获得高容量、高倍率、循环稳定性的材料提供借鉴意义。

技术领域

本发明属于纳米材料与电化学器件技术领域，具体涉及一种RGO改性Fe₃O₄-SnO₂复合材料（Fe₃O₄-SnO₂@C/RGO复合材料）的制备方法及其应用。该方法通过简单的共沉淀法，得到均一纳米立方盒材料，接着热处理得到多孔Fe-SnO₂，接着对其进行碳包覆和复合还原氧化石墨烯改性。该复合材料应用于锂离子电池负极材料，具有一定的推广性。

背景技术

锡基氧化物SnO₂作为一种过渡金属氧化物被广泛应用在储能领域，其理论容量达到990 mAhg^-1，但是其在合金化/去合金化的电化学过程中，体积膨胀率

达到250 %，导致电极材料“粉化”和“团聚”，从而造成容量迅速衰减。Fe₃O₄由于其理论容量为924 mAhg^-1，在充放电过程中的体积效应也明显。研究发现可以通过纳米化与碳材料复合改性来缓解二者体积效应来改善其电化学性能。

利用羟基锡酸盐FeSnO(OH)₅热处理得到多孔纳米立方盒Fe-SnO₂材料，接着对其碳包覆以及复合RGO得到RGO改性Fe₃O₄-SnO₂复合材料，包覆的碳层和RGO复合可以极大的提高电极材料的离子和电子导电性，Fe₃O₄锂化后生成不可逆的Fe单质，也增加了电极的导电性，使得SnO₂的第一步转化反应存在部分可逆，不同的金属氧化物在电化学过程中存在的协同效应以及碳材料改性极大的提升了RGO改性Fe₃O₄-SnO₂复合材料的电化学性能。包覆的碳层也减缓材料在充放电过程中的粉化，RGO较大的比表面积增加了电极材料与电解液的接触面积，包覆的碳层和RGO以及复合材料的多孔特性可以缩短锂离子的脱嵌路径，可以为锂离子的传输提供快速通道。

发明内容

本发明的目的是提供一种RGO改性Fe₃O₄-SnO₂复合材料的制备方法及其应用，制得的复合材料具有优异的电化学性能，以克服现有负极材料的不足。

制备RGO改性Fe₃O₄-SnO₂复合材料的具体步骤为: