1。6硫化铁电极材料

FeS和FeS2的理论储锂容量分别为609 mAh g-1和894 mAh g-1，所以硫化铁材料曾作为Li/FeS2二次电池的正极材料被广泛研究，由于锂二次电池本身的局限性(安全性差，工作温度高），该类电池体系的适用范围受到限制。近几年来，随着人们对锂离子电池的逐渐推广和高电位的正极材料的开发，硫化铁作为一种稳定、无毒且制备简单的廉价材料，其作为锂离子电池负极材料的可能性也越来越被人们提起。例如，作为锂离子电池的负极材料时，FeS的体积比容量(2950 mAh cm-3)是商用石墨负极材料的3。5倍。以理想的FeS/LiCoO2锂离子电池体系为例，其体积能量密度与石墨/钴酸锂体系的能量密度相当，但其质量能量密度要两倍于后者[21]。论文网

1。7碳包覆复合负极材料

因为各种单一相的非炭基电极材料存在以下缺点：

(1)导电性差(金属氧化物、硫化物)； 

(2)与有机电解液的界面相容性差(合金、金属氧化物、硫化物)；

(3)充放电过程体积膨胀明显，材料易粉化(合金、金属氧化物、硫化物)： 

(4)电极材料微观尺寸大，利用率低。 

炭材料具有很好的导电性和弹性，且本身具有储锂容量，所以采用炭基复合材料的方法可以解决上述缺点，制备新型的多相复合电极材料。

使用碳包覆的方法将材料限域在炭的弹性结构中，可提高材料的电化学性能。

周继升等使用二茂铁和芳烃重油通过催化热解法制得碳包覆纳米铁颗粒[22]。通过进一步的氧化处理，得到碳包覆氧化铁纳米结构，在20 mA g-1的电流密度下测得可逆容量高达929 mAh g-1，首次库伦效率高达72％，循环稳定性大大优于单一相的氧化铁材料；此外该材料具有非常好的倍率性能，在1000 mA g-1的电流密度下，可逆容量可以达到626 mAh g-1。 

张书振等用两步水热法台成了纳米Fe3O4@C纺锤状颗粒[23]，该材料在C/5的电流密度下测得可逆容量745 mAhg-1，首次库伦效率高达80％，而没有C层包覆的裸露Fe3O4纳米颗粒首次放电容量经过几次循环后迅速衰减，80次循环后容量仅剩105 mAh g-1。Kim等使用SBA-l5作为模板剂制得了直径为4 nm，长度为20 nn的Si@c线状核壳结构，其首次可逆容量达3163mAh g-1，首次库伦效率86％，经过80次循环后其容 量仍能达到2738mAh g-1，作为对比，无包覆层的Si纳米颗粒首次放电容量高达4000mAh g-1，但是在50次循环之后容量即降为1000mAh g-1，电极发生了严重的粉化[24]。

其次还有胶体合成法来获取碳包覆复合纳米颗粒，该方法需要在一定溶液里获取，其提出者是程。该方法得到的是一种很薄的结构，其厚度仅有50 nm左右，长度则为100至200 nm。这种有碳层包覆的FeS片状组织结构的性能较为良好，当电流密度为100 mA g-1时经过100次循环测得其可逆容量为615mAh g-1。作为对比，没有碳层包覆的FeS片状结构在循环过程中容量衰减非常明显。50次循环后容量仅剩261mAh g-1[24]。可见这种片层结构的循环容量的稳定性很好，且其倍率性能表现也更加优越。

1。8研究目的和意义

能源问题一直是人类孜孜不倦想要解决的问题，在地球存储的可用资源越来越少的情形下新型能源代替传统的煤炭，石油等燃料已经成为必然的趋势了。太阳能，风能等一系列新型技术已经广泛应用于我们的生活之中，锂离子电池作为其中不容我们忽视的能源在近些年来发展十分迅速，我们的生活几乎处处充满了锂电所带来的高效便捷，但对于其的研究开发是不会止步的，许多新型的电极材料等待着研究者们去发现。作为极为重要的一类能源转化和存储技术，锂离子电池不仅环保而且安全可靠，许多国家还把锂离子电池作为建立国家智能电网的战略规划进行重点发展。根据实际应用的需求，性能、成本、可靠性等问题是锂离子电池的主要发展方向。其中负极材料作为锂离子电池不可或缺的组成部分，是锂离子电池性能提高和大规模实际应用的瓶颈，是制约锂离子电池发展的关键所在。分子层次的设计、晶体结构和微结构、形貌和尺寸等都会对负极材料的性能产生重要的影响，可能涉及到诸多的材料、物理和化学等基本科学问题。这些基本科学问题的深入研究有助于人们更加深刻理解电化学过程中负极材料发生的各种变化，进而达到控制和完善的目的。因此，大力探索、发展和研究新型锂离子电池负极材料不仅具有重大的科学意义，而且具有十分显著的实际意义。文献综述