碳酸亚铁的制备及电化学性能

发布时间：2019-11-28 16:29

【摘要】：以Fe SO4·7H2O和尿素为原料,通过水热法一步制备负极材料碳酸亚铁(FeCO3)。用XRD、SEM、恒流充放电和循环伏安测试对材料的结构、形貌和电化学性能进行分析。制备的Fe CO3为菱铁矿结构。以200 m A/g的电流在0.05~3.00 V充放电,FeCO3负极的首次放电比容量为1 146 m Ah/g,经过50次循环,放电比容量保持在559 m Ah/g。
【图文】：

中组装CＲ2025型扣式电池。1.4电化学性能测试在室温下，用BTS-5V10mA电池测试系统(深圳产)对电池进行恒流充放电测试，电流为200mA/g，电压为0.05～3.00V;用CHI660电化学工作站(上海产)进行循环伏安测试，电压为0.05～3.00V，扫描速率为0.2mV/s。2结果与讨论2.1材料的结构与形貌图1为FeCO3的XＲD图。图1FeCO3的XＲD图Fig.1XＲDpatternofFeCO3将图1与FeCO3的标准谱(PDF:29-0696)对比可知:产物具有明显的菱铁矿FeCO3特征峰，没有其他杂质峰，说明产物的纯度较高。图2为FeCO3的SEM图。图2FeCO3的SEM图Fig.2SEMphotographofFeCO3从图2可知，样品FeCO3是由许多小立方体螺旋生长而成的，表面棱角明显。小立方体的边长大约为1μm，而螺旋生长而成的球体直径大约为10μm。2.2电化学性能测试FeCO3负极材料在电流为200mA/g时的首次充放电曲线和循环性能见图3。图3FeCO3负极材料在电流为200mA/g时的首次充放电曲线和循环性能Fig.3Initialcharge-dischargecurvesandcycleperformanceofanodematerialFeCO3atthecurrentof200mA/g从图3a可知，FeCO3在200mA/g电流下的首次放电比容量为1146mAh/g。首次放电比容量比理论值高，可能是因为电极材料与电解液产生副反应形成了准电容，在其他金属氧化物负极材料中，也有类似现象［8］。FeCO3负极材料的充放电过程类似MnCO3的转换反应机理［5］。从图3b可知，FeCO3第50次循环的放电比容量为559mAh/g。由此可见，FeCO3具有良好的循环稳定性。这主要是因为在Li+嵌入到活性材料FeCO3时，形成了比Li2O更稳定的Li2CO3，保护了活性物质的表面结构，可以缓冲材料的体积变化。2.3循环伏安测试Fe

r錯CO3的XＲD图。图1FeCO3的XＲD图Fig.1XＲDpatternofFeCO3将图1与FeCO3的标准谱(PDF:29-0696)对比可知:产物具有明显的菱铁矿FeCO3特征峰，没有其他杂质峰，说明产物的纯度较高。图2为FeCO3的SEM图。图2FeCO3的SEM图Fig.2SEMphotographofFeCO3从图2可知，样品FeCO3是由许多小立方体螺旋生长而成的，，表面棱角明显。小立方体的边长大约为1μm，而螺旋生长而成的球体直径大约为10μm。2.2电化学性能测试FeCO3负极材料在电流为200mA/g时的首次充放电曲线和循环性能见图3。图3FeCO3负极材料在电流为200mA/g时的首次充放电曲线和循环性能Fig.3Initialcharge-dischargecurvesandcycleperformanceofanodematerialFeCO3atthecurrentof200mA/g从图3a可知，FeCO3在200mA/g电流下的首次放电比容量为1146mAh/g。首次放电比容量比理论值高，可能是因为电极材料与电解液产生副反应形成了准电容，在其他金属氧化物负极材料中，也有类似现象［8］。FeCO3负极材料的充放电过程类似MnCO3的转换反应机理［5］。从图3b可知，FeCO3第50次循环的放电比容量为559mAh/g。由此可见，FeCO3具有良好的循环稳定性。这主要是因为在Li+嵌入到活性材料FeCO3时，形成了比Li2O更稳定的Li2CO3，保护了活性物质的表面结构，可以缓冲材料的体积变化。2.3循环伏安测试FeCO3以200mA/g的电流循环3次后的循环伏安曲线见图4。图4FeCO3负极材料的循环伏安曲线Fig.4CVcurveofFeCO3anodematerial281

【参考文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：2567087