废旧棉纤维构造的石墨化碳/Fe3C复合材料及其储锂性能研究

摘要

采用催化石墨化法将废旧棉纤维直接制备成棉纤维基石墨化碳/Fe3 C复合材料,并将该材料组装成锂离子电池,进行电化学性能表征.结果表明:在煅烧温度为700°C 、保温时间2 h、硝酸铁浓度为1 mol/L的条件下,可以制备出棉纤维基石墨化碳/Fe3 C复合材料.通过SEM、XRD、Raman对样品进行表征,该材料由微米级的棉短纤维基石墨化碳负载纳米Fe3 C构成.在电流密度为0.1 A·g-1条件下,循环100次后,比容量保持在279 mAh·g-1,循环寿命稳定.在2 A·g-1条件下进行充放电测试,容量可达134 mAh·g-1.与直接碳化的棉纤维基碳材料相比,棉纤维基石墨化碳/Fe3 C复合材料表现出更优越的电池比容量和倍率性能.该工作将废旧棉织物通过铁离子直接催化石墨化作用,成功地构造棉纤维基石墨化碳/Fe3 C复合材料.制备过程无水洗和酸洗后处理步骤,大大简化工艺流程,为纺织废弃资源转化为锂离子电池材料提供新思路.