[发明专利]一种铁基电极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种铁基电极材料的制备方法，其特征在于，所述铁基电极材料包括Fe-F-O组合物、杂原子掺杂碳材料和碳纳米管；

其中，所述Fe-F-O组合物为FeF_x中的至少一种与Fe_yO_z中的至少一种形成的组合物，其中，2≤x≤3，0y≤3，1≤z≤4；

所述制备方法包括以下步骤：

(1)将铁源、氟源、杂原子掺杂碳材料、碳纳米管和含氧有机溶剂混合，得到混合溶液；所述铁源为氯化亚铁、三氯化铁、草酸铁或硝酸铁中的任意一种或至少两种的组合；所述氟源为聚偏氟乙烯；所述含氧有机溶剂为乙二醇、丙三醇或酚醛树脂中的任意一种或至少两种的组合；

(2)将步骤(1)所述混合溶液干燥后进行热处理，得到所述铁基电极材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以所述铁基电极材料的质量为100％计，所述杂原子掺杂碳材料的含量为0.1～10％。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，以所述铁基电极材料的质量为100％计，所述杂原子掺杂碳材料的含量为1～5％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以所述铁基电极材料的质量为100％计，所述碳纳米管的含量为0.1～8％。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，以所述铁基电极材料的质量为100％计，所述碳纳米管的含量为0.5～3％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以所述铁基电极材料的质量为100％计，所述Fe-F-O组合物的含量为80～99.3％。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，以所述铁基电极材料的质量为100％计，所述Fe-F-O组合物的含量为90～98％。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以所述Fe-F-O组合物的质量为100％计，所述FeF_x的含量为70～90％。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，以所述Fe-F-O组合物的质量为100％计，所述FeF_x的含量为75～85％。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述杂原子掺杂碳材料为硼、氮、硫和磷共掺杂的碳材料。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述硼、氮、硫和磷共掺杂的碳材料中硼、氮、硫和磷的原子比为(0.5～1):(1～2):(1～2):(0.5～1)。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述杂原子掺杂碳材料的形状为片状和/或块状。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述杂原子掺杂碳材料的形状为片状。

14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管为单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管为多壁碳纳米管。

16.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管的长径比为500～3000。

17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管的长径比为1000～2000。

18.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铁基电极材料中还包括热解碳。