合金Al-Fe/C纳米复合粒子形成机制及其储锂电化学行为

以微米Al粉和Fe粉为原料,采用直流电弧等离子体气相蒸发法,在氢氩和不同CH_4含量气氛下制备了Al-Fe和Al-Fe-C纳米复合粒子。研究纳米粉体的形成机制、结构、形貌及其电化学性能,着重研究C原子的加入对纳米粒子产物的成分组成、相结构及电化学性能的影响,对各种纳米粒子形成规律及嵌/脱锂电化学机制进行了探讨。结果表明:无碳气氛下制备的Al-Fe粒子呈球状;在含碳气氛下,随着C含量的提高,粒子形貌向柱状和线状发展,粉体相组成由Al向Al_4C_3转变,合金种类由FeAl_2向Fe_2Al_5转变。当电流密度为100 mA/g时,4种复合材料电极的首次放电容量分别为348.8、193.3、275.5和628.8 mA·h/g,金属间化合物Fe_2Al_5相的形成有利于提高充/放电容量和抑制体积变化,有效提高了电极的循环稳定性能。