本发明属于化学领域，特别涉及刺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，提供刺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：刺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40ml去离子水；
（2）将c0(nh2)2逐滴加入feck,磁为搅拌10分钟后,添加0.97g抗坏血酸进入混合液体,液体瞬间变澄清,超声分散和磁力揽拌各10分钟；
（3）将混合溶液移入100ml反应签中,160℃加热一定时间；
（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。
为了加热时间度下制得的碳酸钴负极材料的电化学性能，所述步骤（3）中，加热时间为1小时。
为了加热时间度下制得的碳酸钴负极材料的电化学性能，所述步骤（3）中，加热时间为2小时。
为了加热时间度下制得的碳酸钴负极材料的电化学性能，所述步骤（3）中，加热时间为3小时。
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；可应用于制备刺球形碳酸铁负极材料的工作中。
附图说明
图1为本发明中制得的三种试样的xrd图谱。
图2为本发明中扫描电镜下fc-1,fc-2,fc-3三种试样的颗粒形貌特征。
图3为刺球形feco3的生长机制示意图。
图4为本发明中制得的fc-2,fc-3两种试样在100mag-1电流下的循环曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
刺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40ml去离子水；
（2）将c0(nh2)2逐滴加入feck,磁为搅拌10分钟后,添加0.97g抗坏血酸进入混合液体,液体瞬间变澄清,超声分散和磁力揽拌各10分钟；
（3）将混合溶液移入100ml反应签中,160℃加热一定时间；
（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。
为了加热时间度下制得的碳酸钴负极材料的电化学性能，步骤（3）中，加热时间为1小时，在此温度下制得的样品命名为fc-1。
实施例2
本实施例与实施例1中的不同之处在于，加热时间为2小时，在此温度下制得的样品命名为fc-2。
实施例3
本实施例与实施例1和实施例2中的不同之处在于，加热时间为3小时，在此温度下制得的样品命名为fc-3。
用xrd对所得样品进行了物相分化由1图中可知,fc-2和fc-3的xrd峰都可w与feco3(jcpds29-0696,r-3c)卡片对应,其中fc-3样品的峰型较fc-2尖锐,表明晶型更加完整。fc-1由于水热时间较短,所得x射线衍射图谱杂乱无序,并未有feco3生成,这里就不再展示。这一结果说明在160℃水热1小时时并没有feco3生成,因此在此后的测试中将其排除。
从图2依次为fc-2,fc-3的扫描形貌像。从整体上看,fc-3成完整的球体,直径为10～20μm,球体形貌均一,放大可见球体表而是由密集排列三角棱形发散形成,每个h角棱中间有少量空间。fc-2则表现为半成型的颗粒,成对称锥形生长,球体组成元素为发散杆形fec〇3,但是在球体表面还未形成三角棱的形状。通过所加原料和fc-2，fc-3颗粒形貌分析,可以推测海藻球feco3颗粒形成过程，如图3所示。
首先fe3 离子被抗坏血酸还原成fe2 ,随后fe2 与过量的抗坏血酸发生复杂的络合反应,抗坏血酸中的綾基与高能量的水合哲基铁发生络合,1mol的fe2 (h2o)6可与多于1mol的抗坏血酸发生反应,抗坏血酸分子选择性反应吸附,降化界面能量。第二步则是集团分子沿着特殊方向的自组装以降低高能量界面。集团分子链显示形成一个平面,沿着这个平面5μm长度发散,这些生长是以第一性原理能量最小为基础的。伴随着自组装进行的是c0(nh2)2的分解,产生co32-,与fe2 形成feco3核心,随着水热时间增长自然形成发散生长的feco3颗粒。在刺球形逐渐完整时,在颗粒表面再次发生了晶体转换形成了三角棱形表面。在这里形成示意图和fc-2和fc-3存在的颗粒形貌完美契合。
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.刺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40ml去离子水；
（2）将c0(nh2)2逐滴加入feck,磁为搅拌10分钟后,添加0.97g抗坏血酸进入混合液体,液体瞬间变澄清,超声分散和磁力揽拌各10分钟；
（3）将混合溶液移入100ml反应签中,160℃加热一定时间；
（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。
2.根据权利要求1所述的刺球形碳酸铁负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，加热时间为1小时。
3.根据权利要求1所述的刺球形碳酸铁负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，加热时间为2小时。
4.根据权利要求1所述的刺球形碳酸铁负极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，加热时间为3小时。
技术总结