[发明专利]一种铁基氧化物锂离子电池负极材料及其制备方法与应用

摘要

本发明属于能源新材料技术领域，具体涉及一种铁基氧化物锂离子电池负极材料及其制备方法与应用。本发明将Fe3O4纳米颗粒与聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇和水混合，在N2保护下搅拌，同时加热升温后，滴加混合反应聚合单体，待混合溶液体变为悬浊液时将温度提高，继续加热实现聚合反应使高分子有机物均匀包覆在Fe3O4纳米颗粒表面，最后高温碳化形成微孔碳层；将天然石墨、石油焦和沥青在N2保护下，加压并高温搅拌实现均衡混合与固相包覆，并进行高温石墨化得到天然/人造复合石墨；根据比容量和电化学性能要求将二者进行混合搭配，本发明工艺简单，产物结晶良好，一次颗粒粒径细小均匀，表现出比容量高、倍率性能好、循环稳定性好的优点。

主权项

一种铁基氧化物锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于包含如下步骤：(1)原位聚合包覆在N2保护和60～80℃搅拌条件下，将聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇、水和Fe3O4纳米颗粒混匀，然后滴加混合聚合单体，滴加完成后反应至溶液变浑浊；然后将体系加热温度提高2～5℃，继续聚合反应，得到悬浊液；去除溶剂，得到聚合物包覆的Fe3O4纳米微球；将聚合物包覆的Fe3O4纳米微球在N2保护下烧结，得到有机裂解微孔碳包覆的Fe3O4纳米颗粒微球；(2)天然石墨/人造复合石墨制备将天然石墨、石油焦和沥青混合后，在N2保护下高温加压搅拌反应以实现均衡混合与固相包覆；然后将产物高温石墨化，得到天然石墨为核/人造石墨为壳的核壳结构复合石墨；(3)将步骤(2)制得的核壳结构复合石墨与步骤(1)制得的有机裂解微孔碳包覆的Fe3O4纳米颗粒微球进行混合，得到铁基氧化物锂离子电池负极材料；步骤(1)中所述的混合聚合单体为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、丙烯腈和苯乙烯的混合物；步骤(2)中所述的高温加压搅拌反应的温度为400～700℃；步骤(2)中所述的高温石墨化的温度为2500～3000℃。