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近年来,Fe2O3因其理论比容量高,资源丰富,成本低廉及安全无毒等优点,被认为是具有潜在应用前景的锂离子电池负极材料之一,但在循环过程中材料本身巨大体积变化所造成的容量衰减以及其较低的电子传导性所伴随的较差倍率性能,严重阻碍了其实际应用。本文在总结负极材料研究基础上,提出表面活性剂辅助和pH控制水热法制备高性能Fe2O3/石墨烯复合材料,通过构建稳定的Fe2O3/石墨烯复合结构来改善材料的循环性能及电子传导性,并研究了不同条件对于材料物相,形貌及电化学性质的影响。创新性地利用PVP作为氧化石墨烯在水溶液中的分散剂和还原剂,及Fe2O3的生长控制剂,直接通过水热处理促使平均粒径在1μm的Fe2O3颗粒均匀生长在石墨烯层中。制备条件优化后所得产物在50mA-g-1下循环,首次放电及充电比容量分别为1561和1206mAh·g-1,50次循环后,充电比容量仍为1069mAh·g-1,而在1000mA·g-1电流下循环时,其放电和充电比容量可分别保持为542和534mAh·g-1。同时首次尝试在水热合成中以CTAB替代PVP,并加入乙醇改善其溶解性,通过水热处理使分散相对均匀的微米级Fe2O3颗粒被石墨烯层有效包裹。在优化的合成条件下,所得产物在100mA·g-1下循环,首次放电和充电比容量分别高达1962和1213mAh·g-1,50次循环后,分别保持为561和552mAh·g-1。当该材料在1200mA·g-1电流下循环时,其可逆放电和充电比容量分别高达460和456mAh·g-1。首次利用PEG改善氧化石墨烯在水溶液中分散性并控制Fe3+水解过程,以提高Fe2O3与石墨烯之间的结合性。最优合成条件下所得产物于100mA·g-1下首次放电和充电比容量分别高达1718和1114mAh·g-1,50次循环后放电和充电比容量分别为634和621mAh·g-1。在乙醇／水体系中,通过控制碱源,pH值及乙醇加入量,所制备Fe2O3/石墨烯复合材料在100mA·g-1下循环200次后,放电及充电比容量分别保持为936和931mAh·g-1。而在PEG/水体系中,通过控制PEG类型,碱源,pH值及PEG加入量,所制备Fe2O3/石墨烯复合材料在100mA·g-1下循环150次后,放电及充电比容量分别保持为1210和1186mAh·g-1。图82幅,表3个,参考文献342篇。