本发明属于化学领域，特别涉及空心球形碳酸铁负极材料的制备方法。
背景技术：
w新型过渡金属氧化物为代表的转换型负极,其储裡容量远离于现在使用的c负极(372mahg-1)。但是相对于其中近年来被提出的转换型金属碳酸盐,制备过渡金属氧化物最终需要进行气氛保护烧结,生产成本高,因此金属碳酸盐作为具有高容量,低成本的髙比能负极成为近几年的研究热点。其中,coc〇3作为裡离子电池负极材料,因表现出的比容量高达1200mahgi,是石墨理论容量的3倍而得到广泛研究。然制备coc化的方法多有报道,但是,将其作为裡离子电池负极材料的研究甚少。在这之前,coco3作为一种无机材料,人们对其制备方法进行大量研究,chenchaolitwsi等运用二甘醇作为溶剂,pvp作为表面活性剂,不同质量的c0(nh2)2作为co32-前驱体,混合入反应蓋中,制备出花生型,胶囊型,斜方型coco3；lianbangwanglwi等人用十二烧基苯横酸钢作为表面活性剂,乙二醇作为溶剂,c0(nh2)2作为c〇32嘴驱化混合入反应蓋中,制各出椭球形coco3。虽然制备coco3的方法多有报道,但是,将其作为锂离子电池负极材料的研究甚少。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供空心球形碳酸铁负极材料的制备方法，使用本发明制备出电化学性能好的coco3，其作为锂离子电池负极材料使用。
本发明的目的是这样实现的：空心球形碳酸铁负极材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将3.65gc0(nh2)2和0.98gfecl3·6h2o分别充分溶解于35ml去离子水；
（2）添加0.80g抗坏血酸进入fecl3液体,液体瞬间变澄清,随后将ccknh2)2逐滴加入fecl3溶液中,磁力揽拌10分钟后,超声分散60分钟；
（3）将混合溶液移入100ml反应签中,160℃加热6小时；
（4）加热到时间后,自然冷却至室温,用去离子水和乙醇离心清洗3-4次，清洗结束后真空50℃干燥10小时得到样品。
本发明的步骤（3）中设定不同加热时间，比较不同加热时间下制得的碳酸铁负极材料的电化学性能，以得到最佳的加热温度，制得电化学性能最佳的碳酸铁负极材料；可应用于制备空心球形碳酸铁负极材料的工作中。
附图说明
图1为本发明中制得的试样的xrd图谱。
图2为本发明中试样的sem图片。
图3为本发明中试样的tem图片。
图4为本发明中试样的形成反应示意图。
图5为本发明中制得的fc-4试样在100mag-1电流下的100周循环曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
空心球形碳酸铁负极材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将3.65gc0(nh2)2和0.98gfecl3·6h2o分别充分溶解于35ml去离子水；
（2）添加0.80g抗坏血酸进入fecl3液体,液体瞬间变澄清,随后将ccknh2)2逐滴加入fecl3溶液中,磁力揽拌10分钟后,超声分散60分钟；
（3）将混合溶液移入100ml反应签中,160℃加热6小时；
（4）加热到时间后,自然冷却至室温,用去离子水和乙醇离心清洗3-4次，清洗结束后真空50℃干燥10小时得到样品，将其命名为fc-4。
用xrd对所得样品进行了物相分化由1图中可知,所得样品的xrd图谱在20为31.99°,w.61嘴52.8°的;强峰明显,分别对用于r-3cfec〇3(104),(018),(116)晶面,峰型尖锐,制备出结晶度较好的fe(x)3材料。
如图2和3分别为为fc-4的扫描形貌图像和投射形貌图像。从fe-sem形貌相可w看出颗粒成海藻形堆积,单个海藻球的直径大小约为5nm左右,有颗粒破裂显示出空也特性,外表层成绒片状。为了进一步对颗粒进行观察,做了tem测试,如图3所示。从图3的a中可看出整个颗粒的确是空也颗粒,一个4μm直径的颗粒其空也部分为直径2μm的球体,外部壳层厚约为1μm。具体观察壳层形貌如图b,结合c中的破损颗粒来看,可w判断出外层的绒片是由薄片状物质和纳米簇状物质组成,纳米线沿着壳向外延伸,方向杂乱,而薄片状物质依附着纳米簇生长,纳米釀直接约为8nm。在纳米片上做选区电子衍射,衍射环可说明其未多晶状态,高分辨晶格像昆示晶面间距为〇.28nm,对应于feco3的(104)晶面间距。
根据反应前驱体和反应产物可知生成fec〇3反应如下:
fe3 的还原在常温液体中都能发生,送一点从液体颜色变透明可w证明，之后将水热反应蓋抒紧,放入恒温箱中,随着水热温度上升,c(xnh2:h发生分解,产生co2气体,在适当的温度皮力和液体浓度下c〇2气泡能保持一段时间,此时水合fe2 聚集在c化气泡周围,在气泡膨胀破裂瞬间快速形核,以co2气泡为模板形成了空心结构,如图4所示。
从图5中可以看出，fc-4初始容量不理想,仅为720mag-1，在前5周容量衰减达到500mag-1，随后在剩余的95周循环中容量缓慢下降,循环100周后剩余容量为385.3mahg-1,保持率仅为52%。fc-4空屯、结构的外部是由方向杂乱的纳米片结构的组成的,颗粒体积较大,振实密度较低,feco3本身较脆,易折,容易外力作用下破裂,其表面的纳米片状feco3则更加脆弱,可能在制备电极时的压实过程中就破碎了,不能很好的参与到充放电过程,造成其初始容量较化。但当这些不稳定的fec化粉末从电极剥落后,在后期其容量衰减较为缓慢。本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护范围内。
1.空心球形碳酸铁负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将3.65gc0(nh2)2和0.98gfecl3·6h2o分别充分溶解于35ml去离子水；
（2）添加0.80g抗坏血酸进入fecl3液体,液体瞬间变澄清,随后将ccknh2)2逐滴加入fecl3溶液中,磁力揽拌10分钟后,超声分散60分钟；
（3）将混合溶液移入100ml反应签中,160℃加热6小时；
（4）加热到时间后,自然冷却至室温,用去离子水和乙醇离心清洗3-4次，清洗结束后真空50℃干燥10小时得到样品。
技术总结