【摘 要】
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碳酸亚铁由于其较高的理论容量、丰富的储量、简单易得等优点,有望成为新型高性能锂离子电池负极材料。但是FeCO3在充放电过程中存在体积膨胀的问题,导其循环稳定性差,活性材料的导电性差导致的电极的倍率性能较差,以上两个问题成为制约FeCO3应用的的关键。围绕导这两个核心问题,本论文引入氮掺杂的碳点（N-CD）对FeCO3进行改性,制备了氮掺杂碳点改性的碳酸亚铁复合材料FeCO3/N-CDs。在此基础上
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碳酸亚铁由于其较高的理论容量、丰富的储量、简单易得等优点,有望成为新型高性能锂离子电池负极材料。但是FeCO3在充放电过程中存在体积膨胀的问题,导其循环稳定性差,活性材料的导电性差导致的电极的倍率性能较差,以上两个问题成为制约FeCO3应用的的关键。围绕导这两个核心问题,本论文引入氮掺杂的碳点（N-CD）对FeCO3进行改性,制备了氮掺杂碳点改性的碳酸亚铁复合材料FeCO3/N-CDs。在此基础上,进一步与石墨烯复合,构建了碳酸亚铁-碳点-石墨烯三元复合材料FeCO3/CDs/G。不仅有效的缓解了在充放电过程中的体积膨胀问题,还提高了材料的导电性,所得两种复合材料的可逆容量、循环稳定性和倍率性能都有了显著提升。本文的主要工作如下:（1）采用简便的一步水热法制备了FeCO3/N-CDs复合材料。通过在纳米复合材料中加入适量的N-CDs,得到具有优异电化学性能（包括高比容量、良好的循环稳定性和倍率性能）的锂离子电池负极材料FeCO3/N-CDs。制备的FeCO3/N-CDs-15纳米复合材料展现出较好的电化学性能,在0.2 A g-1的电流密度下循环460圈仍可保持872m A h g-1的高可逆容量,实验表明加入碳点对于全面提高锂离子电池负极材料的性能起着重要作用。（2）通过简单的水热法,以氧化石墨烯、碳点、硫酸亚铁和尿素为原料,一步合成了FeCO3/CDs/G复合材料。获得的FeCO3/CDs/G复合材料颗粒均匀,形貌规整。FeCO3/CDs/G-4在0.2 A g-1的电流密度下循环80圈,保持了801.5 m A h g-1的可逆容量。在1 A g-1的电流密度下循环800圈,FeCO3/CDs/G-4复合材料的容量为703.7 m A h g-1,容量保持率高达84.9%,该材料具有高的比容量、良好的倍率性能和优异的循环稳定性。
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