本发明专利技术公开了一种锂离子电池Fe3O4-Cr2O3-石墨烯复合阳极材料的制备和应用，该阳极材料通过水热法制备而成。本发明专利技术提供的Fe3O4-Cr2O3-石墨烯复合材料具有优异的充放电循环性能，这种性能可能与制备方法中六水合三氯化铁和重铬酸钾的重量份之比有关，当六水合三氯化铁和重铬酸钾的重量份之比在4～6:1之间时，性能最好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于能源领域，涉及石墨烯电池材料，具体涉及一种锂离子电池Fe3O4-Cr2O3-石墨烯复合阳极材料的制备和应用。
技术介绍
Cr2O3和Fe3O4作为锂电池负极材料分别具有高容量近乎是商业碳负极材料的2～3倍而得到了广泛的关注，这两种材料还具有成本低、环境友好等优势曾被认为是碳的理想替代材料，但Cr2O3在充放电过程中易产生枝晶而导致短路，安全性问题制约了其应用；Fe3O4在充放电过程中易粉化而导致的可逆比容量快速下降。除此之外，Fe3O4由于受磁偶极子引力作用，粒子间易于团聚，且化学稳定性不高，难以直接应用。文献报道将多种金属氧化物进行复合能有效克服不同的金属氧化物间的缺陷，获得电化学性能优异的锂离子电极材料。因此综合Fe3O4和Cr2O3二种材料相互作用，使其发生正的协同效应，结合石墨烯近些年作为一些复合材料具有许多优势，例如在储能方面，其巨大的比表面积和良好的蜂窝状介孔结构(＞1nm)有利于电化学循环过程中溶液离子充分润湿石墨烯本体，最大限度地吸附在其表面，提升储能密度。石墨烯及其衍生物的出现为设计和构筑具有新型结构和特殊储能技术的材料提供了可能性和新的思路。石墨烯优异的导电性和电子传输性能够显著提高整体复合物的导电性，有利于电极/电解液中电荷传递，降低溶液电阻和电荷转移电阻；石墨烯巨大的比表面积有利于控制材料的颗粒尺寸与分散度，提供更好的活性位点，有利于电解液与电极充分接触；石墨烯较好的柔韧性能使电极材料在充放电过程中的体积膨胀/收缩效应得到缓冲，从而提高电极的循环性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于一种锂离子电池Fe3O4-Cr2O3-石墨烯复合阳极材料的制备和应用，以用于制备充放电比容量高、循环性能好的电池。本专利技术的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：一种锂离子电池Fe3O4-Cr2O3-石墨烯复合阳极材料的制备方法，包括如下制备步骤：步骤S1，称取70～90mg氧化石墨烯和0.8～1.2g聚乙二醇PEG-4000放入装有80mL乙二醇的烧杯中，超声搅拌3～5h；步骤S2，加入0.5g六水合三氯化铁和重铬酸钾的混合物，再加入4.0g无水醋酸钠，超声搅拌均匀后，用氨水调节pH＝10；所述六水合三氯化铁和重铬酸钾的重量份之比为4～6:1；步骤S3，置于水热反应釜中，180～220℃反应8～12h；步骤S4，冷却至室温，依次加入去离子水和无水乙醇清洗，离心分离，最终产物置于烘箱中烘干即得。进一步地，所述的锂离子电池Fe3O4-Cr2O3-石墨烯复合阳极材料的制备方法步骤S2中，所述六水合三氯化铁和重铬酸钾的重量份之比为5:1。进一步地，所述的锂离子电池Fe3O4-Cr2O3-石墨烯复合阳极材料的制备步骤S1为：称取80mg氧化石墨烯和1g聚乙二醇PEG-4000放入装有80mL乙二醇的烧杯中，超声搅拌4h；进一步地，所述的锂离子电池Fe3O4-Cr2O3-石墨烯复合阳极材料的制备方法步骤S3为：置于水热反应釜中，200℃反应10h。上述的Fe3O4-Cr2O3-石墨烯复合阳极材料在制备锂离子电池中的应用。本专利技术的优点：本专利技术提供的Fe3O4-Cr2O3-石墨烯复合材料具有优异的充放电循环性能，这种性能可能与制备方法中六水合三氯化铁和重铬酸钾的重量份之比有关，当六水合三氯化铁和重铬酸钾的重量份之比在4～6:1之间时，性能最好。具体实施方式下面结合实施例进一步说明本专利技术的实质性内容，但并不以此限定本专利技术保护范围。尽管参照较佳实施例对本专利技术作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的实质和范围。本专利技术中，氧化石墨烯采用改良的Hummers方法制备，参见文献Hummers,W.S.,Jr.；Offeman,R.E.J.Am.Chem.Soc.1958,80,1339。实施例1：Fe3O4-Cr2O3-石墨烯复合阳极材料的制备步骤S1，称取80mg氧化石墨烯和1g聚乙二醇PEG-4000放入装有80mL乙二醇的烧杯中，超声搅拌4h；步骤S2，加入0.5g六水合三氯化铁和重铬酸钾的混合物，再加入4.0g无水醋酸钠，超声搅拌均匀后，用氨水调节pH＝10；所述六水合三氯化铁和重铬酸钾的重量份之比为5:1；步骤S3，置于水热反应釜中，200℃反应10h；步骤S4，冷却至室温，依次加入去离子水和无水乙醇清洗，离心分离，最终产物置于烘箱中烘干即得。实施例2：Fe3O4-Cr2O3-石墨烯复合阳极材料的制备步骤S1，称取80mg氧化石墨烯和1g聚乙二醇PEG-4000放入装有80mL乙二醇的烧杯中，超声搅拌4h；步骤S2，加入0.5g六水合三氯化铁和重铬酸钾的混合物，再加入4.0g无水醋酸钠，超声搅拌均匀后，用氨水调节pH＝10；所述六水合三氯化铁和重铬酸钾的重量份之比为4:1；步骤S3，置于水热反应釜中，200℃反应10h；步骤S4，冷却至室温，依次加入去离子水和无水乙醇清洗，离心分离，最终产物置于烘箱中烘干即得。实施例3：Fe3O4-Cr2O3-石墨烯复合阳极材料的制备步骤S1，称取80mg氧化石墨烯和1g聚乙二醇PEG-4000放入装有80mL乙二醇的烧杯中，超声搅拌4h；步骤S2，加入0.5g六水合三氯化铁和重铬酸钾的混合物，再加入4.0g无水醋酸钠，超声搅拌均匀后，用氨水调节pH＝10；所述六水合三氯化铁和重铬酸钾的重量份之比为6:1；步骤S3，置于水热反应釜中，200℃反应10h；步骤S4，冷却至室温，依次加入去离子水和无水乙醇清洗，离心分离，最终产物置于烘箱中烘干即得。实施例4：实施例1的对比，六水合三氯化铁和重铬酸钾的重量份之比为3:1步骤S1，称取80mg氧化石墨烯和1g聚乙二醇PEG-4000放入装有80mL乙二醇的烧杯中，超声搅拌4h；步骤S2，加入0.5g六水合三氯化铁和重铬酸钾的混合物，再加入4.0g无水醋酸钠，超声搅拌均匀后，用氨水调节pH＝10；所述六水合三氯化铁和重铬酸钾的重量份之比为3:1；步骤S3，置于水热反应釜中，200℃反应10h；步骤S4，冷却至室温，依次加入去离子水和无水乙醇清洗，离心分离，最终产物置于烘箱中烘干即得。实施例5：实施例1的对比，六水合三氯化铁和重铬酸钾的重量份之比为7:1步骤S1，称取80mg氧化石墨烯和1g聚乙二醇PEG-4000放入装有80mL乙二醇的烧杯中，超声搅拌4h；步骤S2，加入0.5g六水合三氯化铁和重铬酸钾的混合物，再加入4.0g无本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池Fe3O4‑Cr2O3‑石墨烯复合阳极材料的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：步骤S1，称取70～90mg氧化石墨烯和0.8～1.2g聚乙二醇PEG‑4000放入装有80mL乙二醇的烧杯中，超声搅拌3～5h；步骤S2，加入0.5g六水合三氯化铁和重铬酸钾的混合物，再加入4.0g无水醋酸钠，超声搅拌均匀后，用氨水调节pH＝10；所述六水合三氯化铁和重铬酸钾的重量份之比为4～6:1；步骤S3，置于水热反应釜中，180～220℃反应8～12h；步骤S4，冷却至室温，依次加入去离子水和无水乙醇清洗，离心分离，最终产物置于烘箱中烘干即得。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池Fe3O4-Cr2O3-石墨烯复合阳极材料的制备方法，其特征在于，包括如
下制备步骤：
步骤S1，称取70～90mg氧化石墨烯和0.8～1.2g聚乙二醇PEG-4000放入装有80mL乙二
醇的烧杯中，超声搅拌3～5h；
步骤S2，加入0.5g六水合三氯化铁和重铬酸钾的混合物，再加入4.0g无水醋酸钠，超
声搅拌均匀后，用氨水调节pH＝10；所述六水合三氯化铁和重铬酸钾的重量份之比为4～6:1；
步骤S3，置于水热反应釜中，180～220℃反应8～12h；
步骤S4，冷却至室温，依次加入去离子水和无水乙醇清洗，离心分离，最终产物置于烘
箱中烘干即得。
2.根据权利要求1所述的锂离...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈波，
申请(专利权)人：陈波，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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