納米尺度的過渡金屬氧化物，由于理論容量高，被認(rèn)為是潛在的鋰離子電池負(fù)極材料。然而，循環(huán)過程中的低導(dǎo)電性、較大的體積效應(yīng)，往往會(huì)導(dǎo)致活性物質(zhì)的團(tuán)聚、粉化，造成電化學(xué)性能低下。碳基過渡金屬氧化物作為鋰離子電池負(fù)極材料具有很好的循環(huán)性能，一直是研究熱點(diǎn)，尤其是3D結(jié)構(gòu)碳基過渡金屬?gòu)?fù)合材料，因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)而備受關(guān)注。研究人員已提出多種類型碳基過渡金屬氧化物的制備，如與石墨烯、碳納米管等材料復(fù)合，但往往受制于復(fù)雜的制備過程和高昂的成本，很難實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。因此，用簡(jiǎn)單的方法合成3D結(jié)構(gòu)的碳基過渡金屬氧化物材料，并將其應(yīng)用在鋰離子電池電極上的研究備受關(guān)注。

　　近日，耿保友教授課題組采用一種簡(jiǎn)單、高產(chǎn)量的干法合成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的碳包覆金屬氧化物復(fù)合物并將其應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極材料上，具有很好的電化學(xué)性能，并且該方法簡(jiǎn)單且可擴(kuò)大。在制備過程中，研究人員用硝酸鐵和濾紙為原料，通過簡(jiǎn)單的煅燒可得到碳包覆的Fe3O4/Fe復(fù)合材料。濾紙纖維富含羥基，能吸附大量鐵離子，煅燒后易形成碳包覆層，增強(qiáng)電化學(xué)性能。并且，碳化后能引發(fā)炭熱還原形成Fe，進(jìn)一步增加材料的導(dǎo)電性。制備出的3D網(wǎng)狀FeOx/C具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。首先，由于碳層結(jié)構(gòu)的存在，避免了金屬氧化物納米顆粒直接暴露在電解液中，可以提高固體電解質(zhì)界面（SEI）膜的穩(wěn)定性。其次，由于具有高導(dǎo)電的碳層和Fe，體積效應(yīng)可以有效降低，有利于提高電化學(xué)性能。這種復(fù)合材料可以用于鋰離子電池電極材料，不僅因?yàn)槠淞己玫男阅埽液铣煞椒ê?jiǎn)單且無(wú)污染。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于化學(xué)類國(guó)際頂級(jí)刊物《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angew.Chem.Int.Ed.,2017,DOI:10.1002/anie.201707647）。

　　該工作的第一作者是我校2015級(jí)碩士生李敏同學(xué)，耿保友教授為通訊作者，安徽師范大學(xué)為唯一完成單位。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和能源納米材料省級(jí)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等經(jīng)費(fèi)的資助。