过渡金属硫化物因其理论容量高而成为研究热点之一,然而过渡金属硫化由于其自身导电性能差,体积效应大,SEI膜不稳定等问题,循环性能有待提高。本论文从提高金属硫化物导电性以及循环稳定性为出发点设计电极材料结构。一方面提高孔隙率以此来改善在充放电过程当中的体积膨胀,另一方面,通过将导电性能良好的碳纳米管与高比容量的过渡金属氧化物进行复合,提高电极材料的导电性能,得到的复合薄膜用于锂离子电池的负极材料。本文中,采用简单的热溶剂法得到硫化亚铁前驱体,在预定温度下加热使得硫化亚铁前驱体被部分氧化得到核壳结构的硫化亚铁@氧化铁微米花状结构。为了获得较为理想的锂离子电池的负极材料,本文采用两种不同的方式得到柔性的硫化亚铁/氧化铁/碳纳米管复合薄膜,主要研究内容及结果如下:方法一采用先氧化后复合的方式制备硫化亚铁@氧化铁/碳纳米管复合薄膜。步骤如下:首先,通过水热法和煅烧处理得到具有核壳结构的硫化亚铁@氧化铁复合物,然后,以浸入滚动的方法使不同浓度的硫化亚铁@氧化铁与高导电的碳纳米管进行复合得到柔性的硫化亚铁@氧化铁/碳纳米管复合薄膜。这种复合电极材料一方面可以缓解活性物质的体积变化对材料结构造成的破坏,另一方面在很大程度上提高了材料的导电性和电化学稳定性。此外,在制备电池的过程中无需任何添加剂和粘合剂,获得的复合薄膜可直接用作电极材料,表现出较高的比容量。复合薄膜用作锂离子电池的负极材料时,当负载量在浓度为2mg/m L时,表现出了良好的储锂性能。在0.2 A/g的电流密度下循环100圈的可逆容量达到960 m Ah/g,在2 A/g的电流密度下循环600圈,放电比容量可达到440 m Ah/g。方法二采用先复合后氧化的方式合成硫化亚铁/氧化铁/碳纳米管复合薄膜。步骤如下:用水热法获得的硫化亚铁前驱体,采用用浸入滚动的方式与碳纳米管进行复合获得硫化亚铁/碳纳米管复合薄膜,然后煅烧处理,使得硫化亚铁被部分氧化生成核壳结构的硫化亚铁@氧化亚铁复合物,最终得到高负载的硫化亚铁/氧化铁/碳纳米管复合薄膜。在此期间,高温煅烧的过程中会烧掉缺陷较多的产物,较好的去除无定形碳和其他碳杂质以及铁杂质,使得碳纳米管中的球形铁颗粒(杂质催化剂)在这个过程中被氧化生成氧化铁纳米颗粒,使得在很大程度上提高材料的锂电性能。当用于锂离子电池负极材料时,表现出优异的电化学性能。在电流密度为0.2 A/g的电流密度下,循环100圈时可逆容量达到1720m Ah/g。此种方法得到的复合材料比容量明显提升。