Fe_(2)O_(3)/C锂离子电池负极材料的制备及电化学性能研究

以纳米Fe_(2)O_(3)和乙炔炭黑为原料,通过加入不同质量分数(25%,35%,45%,55%)的乙炔炭黑制备出了Fe_(2)O_(3)/C负极材料,研究了乙炔炭黑占比对Fe_(2)O_(3)/C负极材料的晶体结构、微观形貌及电化学性能的影响。结果表明,Fe_(2)O_(3)/C负极材料具有较高的结晶度,属于六方晶系结构,呈现出微球状颗粒,掺入适量的乙炔炭黑后改善了Fe_(2)O_(3)颗粒分布的均匀性,Fe_(2)O_(3)纳米颗粒被乙炔炭黑连接起来,形成了致密均匀的网格结构。以Fe_(2)O_(3)/C为负极材料制备了CR2025型纽扣电池,随着乙炔炭黑掺杂量的增大,Fe_(2)O_(3)/C负极材料的首次放电容量表现出先增大后降低的趋势,当乙炔炭黑的掺杂量为45%(质量分数)时,Fe_(2)O_(3)/C负极材料的首次放电容量达到最大值483.6 mAh/g。随着循环次数的增加,电池放电比容量衰减逐渐增大,放电过程中电压在0.15 V附近出现了较宽的放电平台,在达到30次充放电循环时,当乙炔炭黑的掺杂量为45%(质量分数)时,Fe_(2)O_(3)/C负极材料的放电比容量降低至115.6 mAh/g,保持率最高为23.91%,经过0.5,1.0,2.0和3.0 C的电流密度放电后,再将电流密度给定到0.5 C时,电池的放电容量变化较小,具有优异的倍率性能。