本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种pedot包覆β-feooh/rgo阵列型锂离子电池负极材料的制备方法。
背景技术：
锂离子电池负极材料是锂离子电池的重要组成部分,负极材料的组成和结构对锂离子电池的电化学性能具有决定性的影响。过渡金属复合物大多具有较高的理论比容量，放电电位平台约在1.0～2.0v之间；作为锂离子电池负极材料，过渡金属复合物的的反应机理不同于石墨材料的嵌脱锂反应或sn、si类材料的合金化反应,而是一种可逆的氧化还原反应。
由于铁的天然丰度和无毒性，铁基过渡金属氧化物材料一直是锂离子电池(lib)电极的有希望的负极材料。β--feooh是铁氧化物中重要的组成部分，由于其高容量(>1200mah/g)、丰富的自然资源、无毒性和低成本，也被认为是新一代负极材料的有希望的候选物，但它也同其他过渡金属氧化物一样，存在导电性差、体积膨胀大等缺点。针对其主要缺点，我们将其与高导电性的材料复合或电极设计来改善它们的电化学循环性能。还原氧化石墨烯导电性好，具有较大的比表面积和较多的表面官能团，铁氧化物与石墨烯复合，将显著提高铁氧化物的分散性，避免团聚。pedot作为一种导电聚合物，具有电导率高，化学稳定性高等优点。因此本课题通过将导电性好的石墨烯作为充放电过程中的支撑材料，与β-feooh复合提高其导电性及结构稳定性，同时采用导电聚合物pedot对其进行包覆，对形貌进行自组装调控，进一步改善产物的电化学性能。张萌等人(journalofalloysandcompounds,2015,648，134-138)以氯化铁和尿素为反应物在80℃水热条件下反应4h得到feooh，材料导电性较差，比容量有待进一步提高；翟彦俊等人(journalofpowersources,2016,327，423-431)以氯化铁和硝酸铈为原料，pvp等为表面活性剂，在feooh上掺杂ce来提高材料的循环性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种通过片层rgo支撑、导电聚合物pedot包覆而提高β-feooh材料的结构稳定性和导电性、改善电化学性能的pedot@β-feooh/rgo阵列型锂离子电池负极材料的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
1)将市售的氧化石墨烯分散在25～50ml去离子水中配置成1～5mg/ml的溶液，然后采用超声发生器形成分散均匀的氧化石墨烯悬浊液a；
2)将分析纯的可溶性铁盐加入到上述悬浊液a中，在搅拌条件下滴加0.01～0.05mledot，后充分搅拌使铁盐溶解、edot均匀分散，配置成铁盐和氧化石墨烯、edot的混合溶液，其中铁盐的浓度为0.05～0.5mol/l，然后将混合溶液采用超声发生器分散得悬浊液b；
3)将上述制备的悬浊液b倒入均相水热反应釜聚四氟乙烯内衬中，然后密封反应釜，后将其放入均相水热反应仪中在50～150℃进行水热反应，反应结束后自然冷却到室温得产物c；
4)将产物c用分别水洗、醇洗，将洗涤后的产物分散在水中得产物d；
5)将产物d在-20～-50℃下冷冻干燥，保持真空度为10～60pa，干燥后的样品即为pedot@β-feooh/rgo自组装百叶阵列型锂离子电池负极材料。
所述步骤1)超生发生器的功率为300w，超声时间为1～3h。
所述步骤2)可溶性铁盐为六水合三氯化铁、七水合硫酸亚铁、九水合硝酸铁中的一种。
所述步骤2)搅拌速度为200～400rad/min，搅拌时间为2～5h。
所述步骤2)超生发生器的功率为300w，超声时间为2～5h。
所述步骤3)水热反应釜填充度为30％～80％。
所述步骤3)水热反应时间为2～5h。
所述步骤4)的洗涤采用离心机分别水洗、醇洗3次，每次离心时间1～4min，离心转速为3000～9000rpm。
所述步骤5)干燥时间为10～20h。
由于还原氧化石墨烯导电性好，具有较大的比表面积和较多的表面官能团，铁氧化物与石墨烯复合，将显著提高铁氧化物的分散性，避免团聚。pedot作为一种导电聚合物，具有电导率高，化学稳定性高等优点。因此，我们将导电性好的石墨烯作为充放电过程中的支撑材料，与β-feooh复合提高其导电性及结构稳定性，同时采用导电聚合物pedot对其进行包覆，对形貌进行自组装调控，进一步改善产物的电化学性能。通过三者复合能有效解决β-feooh导电性差的问题，又能抑制体积膨胀，使电池结构更加稳定，从而提高电池的循环稳定性能。
本发明的有益效果体现在：
1)本发明以提高产物的导电性，缓解体积膨胀为目的，进而制备了pedot@β-feooh/rgo自组装百叶阵列型锂离子电池负极材料。
2)本发明结合超声辅助法和均相水热法，利用铁盐与氧化石墨烯的配位、edot的聚合等，实现了pedot对β-feooh的均匀包覆，及β-feooh纳米棒在石墨烯表面的自组装生长，进而形成pedot@β-feooh/rgo自组装百叶阵列型锂离子电池负极材料，实验方法简单，成本低廉，易于实现。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的产物粒子用日本理学d/max2000pcx-射线衍射仪分析样品图；
图2、图3和图4是本发明实施例1制备的样品用日本公司生产的jsm-6700f型扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
1)将市售的氧化石墨烯分散在25ml去离子水中配置成1mg/ml的溶液，然后采用300w的超声发生器分散1h，形成分散均匀的氧化石墨烯悬浊液a；
2)将分析纯的可溶性铁盐六水合三氯化铁加入到上述悬浊液a中，在搅拌条件下滴加0.01mledot，后充分搅拌使铁盐溶解、edot均匀分散，配置成铁盐和氧化石墨烯、edot的混合溶液，其中铁盐的浓度为0.05mol/l，然后将混合溶液采用300w的超声发生器分散2h得悬浊液b；
3)将上述制备的悬浊液b倒入均相水热反应釜聚四氟乙烯内衬中，填充度为30％，然后密封反应釜，后将其放入均相水热反应仪中在50℃进行水热反应5h，反应结束后自然冷却到室温得产物c；
4)将产物c用分别水洗、醇洗3次，每次离心时间1min，离心转速为3000rpm，将洗涤后的产物分散在水中得产物d；
5)将产物d在-20℃下冷冻干燥，保持真空度为10pa，干燥20h后的样品即为pedot@β-feooh/rgo自组装百叶阵列型锂离子电池负极材料。
由图1可以看出产物为β-feooh，卡片序号为pdf#34-1622。
由图2、图3和图4可以看出所制的pedot@β-feooh/rgo自组装百叶阵列型锂离子电池负极材料形貌为：长约150nm、径向尺寸约50nm的纳米棒均匀排布，紧密生长在石墨烯片层表面，纳米棒的这种自组装生长特性正是由edot的聚合作用导致的。
实施例2：
1)将市售的氧化石墨烯分散在30ml去离子水中配置成2mg/ml的溶液，然后采用300w的超声发生器分散3h，形成分散均匀的氧化石墨烯悬浊液a；
2)将分析纯的可溶性铁盐六水合三氯化铁加入到上述悬浊液a中，在搅拌条件下滴加0.02mledot，后充分搅拌使铁盐溶解、edot均匀分散，配置成铁盐和氧化石墨烯、edot的混合溶液，其中铁盐的浓度为0.3mol/l，然后将混合溶液采用300w的超声发生器分散3h得悬浊液b；
3)将上述制备的悬浊液b倒入均相水热反应釜聚四氟乙烯内衬中，填充度为80％，然后密封反应釜，后将其放入均相水热反应仪中在70℃进行水热反应4h，反应结束后自然冷却到室温得产物c；
4)将产物c用分别水洗、醇洗3次，每次离心时间4min，离心转速为4000rpm，将洗涤后的产物分散在水中得产物d；
5)将产物d在-20℃下冷冻干燥，保持真空度为60pa，干燥15h后的样品即为pedot@β-feooh/rgo自组装百叶阵列型锂离子电池负极材料。
实施例3：
1)将市售的氧化石墨烯分散在35ml去离子水中配置成5mg/ml的溶液，然后采用超声发生器分散2h，形成分散均匀的氧化石墨烯悬浊液a；
2)将分析纯的可溶性铁盐七水合硫酸亚铁加入到上述悬浊液a中，在搅拌条件下滴加0.025mledot，后充分搅拌使铁盐溶解、edot均匀分散，配置成铁盐和氧化石墨烯、edot的混合溶液，其中铁盐的浓度为0.5mol/l，然后将混合溶液采用300w的超声发生器分散4h得悬浊液b；
3)将上述制备的悬浊液b倒入均相水热反应釜聚四氟乙烯内衬中，填充度为60％，然后密封反应釜，后将其放入均相水热反应仪中在150℃进行水热反应3h，反应结束后自然冷却到室温得产物c；
4)将产物c用分别水洗、醇洗3次，每次离心时间2min，离心转速为5000rpm，将洗涤后的产物分散在水中得产物d；
5)将产物d在-50℃下冷冻干燥，保持真空度为25pa，干燥20h后的样品即为pedot@β-feooh/rgo自组装百叶阵列型锂离子电池负极材料。
实施例4：
1)将市售的氧化石墨烯分散在50ml去离子水中配置成3mg/ml的溶液，然后采用超声发生器分散3h，形成分散均匀的氧化石墨烯悬浊液a；
2)将分析纯的可溶性铁盐九水合硝酸铁加入到上述悬浊液a中，在搅拌条件下滴加0.05mledot，后充分搅拌使铁盐溶解、edot均匀分散，配置成铁盐和氧化石墨烯、edot的混合溶液，其中铁盐的浓度为0.1mol/l，然后将混合溶液采用300w的超声发生器分散5h得悬浊液b；
3)将上述制备的悬浊液b倒入均相水热反应釜聚四氟乙烯内衬中，填充度为80％，然后密封反应釜，后将其放入均相水热反应仪中在100℃进行水热反应2h，反应结束后自然冷却到室温得产物c；
4)将产物c用分别水洗、醇洗3次，每次离心时间1min，离心转速为9000rpm，将洗涤后的产物分散在水中得产物d；
5)将产物d在-40℃下冷冻干燥，保持真空度为40pa，干燥10h后的样品即为pedot@β-feooh/rgo自组装百叶阵列型锂离子电池负极材料。