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锂离子电池具有较高的质量和体积密度、循环寿命长、无污染等优点使其在便携式电子设备和混合电动汽车上得到显著地应用。Fe3O4由于具有较高的理论比容量、成本低、无污染以及资源丰富等优点成为最有发展前景的负极材料之一。然而,Fe3O4在插锂/脱锂的过程中也遭受到巨大的体积变化,导致活性颗粒破裂,电极雾化,最终导致一个较低的可逆性和快速的容量衰退。因此,寻找一个可以调控充放电过程中体积膨胀/收缩并且能够保证电极材料结构完整的方法是很重要的。1、采用高温碱煮、水热法以及碳化工艺成功地合成了负载Fe3O4@C粒子的取向微管束阵列(Fe3O4@C/A-CMT)。为了对比,利用相同的实验程序制备未经高温碱煮的负载Fe3O4@C粒子的取向微管束阵列和Fe3O4粒子。尺寸约为10nm的Fe3O4粒子均匀地分布在取向碳微管阵列上。Fe3O4@C/A-CMT由于Fe3O4和取向微管束的协同作用,呈现出了优良的电化学性能,电流密度为100 m A/g时充放电50次后,可逆比容量维持在856 m Ah/g。2、采用简易的静电纺丝原位合成法和热处理工艺分别制备了Fe3O4/C、多孔Fe3O4/C和掺杂石墨烯的多孔Fe3O4/C(porous GN@Fe3O4/C)纳米纤维。采用XRD、XPS、拉曼光谱、FE-SEM、TEM、BET等表征微观结构。Porous GN@Fe3O4/C显示一个独特的明暗相间的条纹和分级的多孔构造。Porous GN@Fe3O4/C的比表面积为323.0 m2/g,孔体积为0.337 cm3/g。3、分别把Fe3O4/C、Porous Fe3O4/C和Porous GN@Fe3O4/C组装成锂离子半电池,通过恒流充/放电、循环伏安以及交流阻抗等测试其电化学性能。Porous GN@Fe3O4/C电极在电流密度为100 m A/g时首次放电比容量1412 m Ah/g,循环100次后比容量维持在872 m Ah/g。另外,Porous GN@Fe3O4C电极也呈现出优异循环稳定性和良好的倍率性能。