【摘要】：以Fe SO4·7H2O和尿素為原料,通過水熱法一步制備負極材料碳酸亞鐵(FeCO3)。用XRD、SEM、恒流充放電和循環(huán)伏安測試對材料的結構、形貌和電化學性能進行分析。制備的Fe CO3為菱鐵礦結構。以200 m A/g的電流在0.05~3.00 V充放電,FeCO3負極的首次放電比容量為1 146 m Ah/g,經(jīng)過50次循環(huán),放電比容量保持在559 m Ah/g。
【圖文】：

中組裝CＲ2025型扣式電池。1.4電化學性能測試在室溫下，用BTS-5V10mA電池測試系統(tǒng)(深圳產(chǎn))對電池進行恒流充放電測試，電流為200mA/g，電壓為0.05～3.00V;用CHI660電化學工作站(上海產(chǎn))進行循環(huán)伏安測試，電壓為0.05～3.00V，掃描速率為0.2mV/s。2結果與討論2.1材料的結構與形貌圖1為FeCO3的XＲD圖。圖1FeCO3的XＲD圖Fig.1XＲDpatternofFeCO3將圖1與FeCO3的標準譜(PDF:29-0696)對比可知:產(chǎn)物具有明顯的菱鐵礦FeCO3特征峰，沒有其他雜質(zhì)峰，說明產(chǎn)物的純度較高。圖2為FeCO3的SEM圖。圖2FeCO3的SEM圖Fig.2SEMphotographofFeCO3從圖2可知，樣品FeCO3是由許多小立方體螺旋生長而成的，表面棱角明顯。小立方體的邊長大約為1μm，而螺旋生長而成的球體直徑大約為10μm。2.2電化學性能測試FeCO3負極材料在電流為200mA/g時的首次充放電曲線和循環(huán)性能見圖3。圖3FeCO3負極材料在電流為200mA/g時的首次充放電曲線和循環(huán)性能Fig.3Initialcharge-dischargecurvesandcycleperformanceofanodematerialFeCO3atthecurrentof200mA/g從圖3a可知，F(xiàn)eCO3在200mA/g電流下的首次放電比容量為1146mAh/g。首次放電比容量比理論值高，可能是因為電極材料與電解液產(chǎn)生副反應形成了準電容，在其他金屬氧化物負極材料中，也有類似現(xiàn)象［8］。FeCO3負極材料的充放電過程類似MnCO3的轉換反應機理［5］。從圖3b可知，F(xiàn)eCO3第50次循環(huán)的放電比容量為559mAh/g。由此可見，F(xiàn)eCO3具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。這主要是因為在Li+嵌入到活性材料FeCO3時，形成了比Li2O更穩(wěn)定的Li2CO3，保護了活性物質(zhì)的表面結構，可以緩沖材料的體積變化。2.3循環(huán)伏安測試Fe

r錯CO3的XＲD圖。圖1FeCO3的XＲD圖Fig.1XＲDpatternofFeCO3將圖1與FeCO3的標準譜(PDF:29-0696)對比可知:產(chǎn)物具有明顯的菱鐵礦FeCO3特征峰，沒有其他雜質(zhì)峰，說明產(chǎn)物的純度較高。圖2為FeCO3的SEM圖。圖2FeCO3的SEM圖Fig.2SEMphotographofFeCO3從圖2可知，樣品FeCO3是由許多小立方體螺旋生長而成的，，表面棱角明顯。小立方體的邊長大約為1μm，而螺旋生長而成的球體直徑大約為10μm。2.2電化學性能測試FeCO3負極材料在電流為200mA/g時的首次充放電曲線和循環(huán)性能見圖3。圖3FeCO3負極材料在電流為200mA/g時的首次充放電曲線和循環(huán)性能Fig.3Initialcharge-dischargecurvesandcycleperformanceofanodematerialFeCO3atthecurrentof200mA/g從圖3a可知，F(xiàn)eCO3在200mA/g電流下的首次放電比容量為1146mAh/g。首次放電比容量比理論值高，可能是因為電極材料與電解液產(chǎn)生副反應形成了準電容，在其他金屬氧化物負極材料中，也有類似現(xiàn)象［8］。FeCO3負極材料的充放電過程類似MnCO3的轉換反應機理［5］。從圖3b可知，F(xiàn)eCO3第50次循環(huán)的放電比容量為559mAh/g。由此可見，F(xiàn)eCO3具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。這主要是因為在Li+嵌入到活性材料FeCO3時，形成了比Li2O更穩(wěn)定的Li2CO3，保護了活性物質(zhì)的表面結構，可以緩沖材料的體積變化。2.3循環(huán)伏安測試FeCO3以200mA/g的電流循環(huán)3次后的循環(huán)伏安曲線見圖4。圖4FeCO3負極材料的循環(huán)伏安曲線Fig.4CVcurveofFeCO3anodematerial281

【參考文獻】

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