r> 1、紡絲液的制備:在25 mL錐形瓶中加入1.0 g聚丙烯腈(PAN)、0.3 g乙酰丙酮鐵(Fe (acac)3)和8.69 g N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，常溫磁力攪拌24?36 h，制備均一的靜電紡絲液。
[0036]2、靜電紡絲、織造:將紡絲液倒入10 mL容量的注射器，放入靜電紡絲裝置，將鋁箔附著于金屬板上以收集靜電紡絲納米纖維，電壓設(shè)置為13?17 KV，接收距離為10?18cm，轉(zhuǎn)速設(shè)為20?40 r/min，進行靜電紡絲，取得靜電紡絲納米纖維。
[0037]將取得的靜電紡絲納米纖維通過織造，取得靜電紡絲納米纖維布。
[0038]3、預(yù)氧化:將靜電紡絲納米纖維布裁剪成小塊后，放入石英舟中，置于管式爐中，通入小流量的干燥空氣，流速為I?6 mL/min,以I?2 °C /min的升溫速率升溫至240?260 °C，并維持 60 ?180 min。
[0039]4、石墨化的碳的制備:將預(yù)氧化后的紡絲物放入管式爐中，通入小流量的高純氬氣，流速為I?6 mL/min，以3?7 °C/min的升溫速度，從常溫升至900-1100 °C并維持60?150 mind# Fe (acac) 3轉(zhuǎn)化為Fe和鐵碳化合物，將PAN轉(zhuǎn)化為石墨化的C。
[0040]5、多孔石墨化碳包覆鐵氧化物納米纖維復(fù)合物的制備:將石墨化的靜電紡絲纖維放入石英舟中并放置于管式爐中間部位，鼓入少量的空氣，以3?6 0C /min的升溫速率，從常溫升至400 0C，并維持120?360 min,將上述鐵和鐵碳化合物轉(zhuǎn)化為鐵氧化物，同時將部分石墨化的碳通過與氧氣反應(yīng)除去，制備多孔石墨化碳包覆鐵氧化物納米纖維。
[0041]6、將在空氣氣氛中煅燒的靜電紡絲物放于石英舟中然后置于爐管中部，通入小流量的氬氣，以3?6 0C /min的升溫速度，從常溫升至500?600 °C，并維持60?180 min,在C的作用下可以將鐵氧化物中的a -Fe2O3轉(zhuǎn)化為Fe 304，制備多孔石墨化碳包覆Fe3O4的納米纖維制品。
[0042]同時，以相同的方法進行不加入Fe (acac)3的空白實驗，進行多孔石墨化碳納米纖維的制備。
[0043]本發(fā)明中制備多孔石墨化碳包覆鐵氧化物納米纖維中實驗中提供的氧氣可以通過以下兩種方式進行:①將上述石墨化的纖維置于管式爐中，鼓入小流量的空氣；②將管式爐的法蘭開口旋至最大將出氣口及進氣口與大氣相通，然后以3?6 °C /min的升溫速率，從常溫升至300?450 0C，并維持60?360 min，可以將上述鐵和鐵碳化合物轉(zhuǎn)化為鐵氧化物，同時將納米纖維中的部分石墨化的碳與氧氣反應(yīng)，制備多孔石墨化碳包覆鐵氧化物的納米纖維。
[0044]二、將制備的材料作為鋰離子電池負(fù)極材料制品進行鋰離子電池的組裝:
將多孔石墨化碳包覆Fe3O4的納米纖維制品裁剪為電池極片的大小，在60?120 °C (優(yōu)選80°C)的真空干燥箱中干燥12 h，以除去纖維中的少量水分。
[0045]本發(fā)明中由于纖維片厚度的差異，裁剪后的纖維片的質(zhì)量為I?8 mg不等。稱重后直接作為鋰離子電池負(fù)極活性材料，進行2032型號紐扣電池的組裝。
[0046]通過以下3種方式進行電池的組裝，都可以組裝得到鋰離子電池負(fù)極材料。
[0047]1、以0.01 g/mL的聚偏氟乙烯(PVDF)的1_甲基_2_吡咯烷酮(NMP)的溶液為粘結(jié)劑，將纖維布粘附于銅箔上，然后在真空干燥箱中烘干，制得鋰離子電池電極。制成的鋰離子電池電極中聚偏氟乙烯(PVDF)和纖維布的質(zhì)量比為2?15: 100。
[0048]2、按混合質(zhì)量比為0.5?1:1的比例，將含有質(zhì)量百分比為0.5?2%的羧甲基纖維素鈉(CMC)的水溶液與丁苯橡膠(SBR)混合形成粘結(jié)劑，將纖維布粘附于銅箔上，然后在真空干燥箱中烘干，制得鋰離子電池電極。制成的所述鋰離子電池電極中羧甲基纖維素鈉(CMC)和丁苯橡膠(SBR)的總質(zhì)量和纖維布的質(zhì)量比為I?15: 100。
[0049]3、將干燥后的纖維片在不添加粘結(jié)劑并不用銅箔的方式條件下直接進行電池的組裝。
[0050]將干燥后的纖維片研磨后，按照上述粘結(jié)劑的配比再加入紡絲纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)O?15%的炭黑作為導(dǎo)電添加劑，經(jīng)過攪拌、涂布和烘干的電極材料繼續(xù)置于120 °(:的烘箱中干燥6?24 h，然后迅速轉(zhuǎn)入手套箱中，進行紐扣電池的組裝。
[0051]以鋰片為對電極，充放電電流的大小的計算以Fe3O4OC纖維片的質(zhì)量為依據(jù)，分別以0.05、0.1、0.2、0.5、1.0和0.1 A/g的電流對制備的紐扣電池進行充放電測試，電壓范圍
0.01?3.0 V，并通過0.5 A g 1的電流密度對Fe 304iC纖維片進行循環(huán)200圈的性能考察，以考察其循環(huán)的穩(wěn)定性。
[0052]同時對空白的多孔石墨化碳納米纖維進行電池的組裝，并在0.5 A g 1電流密度下循環(huán)100圈進行性能的測試并進行對比。
[0053]三、性能表征:
圖1為本發(fā)明以配比為PAN 10 wt.%，F(xiàn)e (acac)3 3 wt.%，DMF為87 wt.%的靜電紡絲液在上述紡絲條件下制備的靜電紡絲物經(jīng)過250 °C的空氣氣氛預(yù)氧化2 h制備的納米纖維的掃描電鏡圖，放大倍數(shù):X20000，由圖中可以看出制得的預(yù)氧化后的靜電紡絲纖維的形貌比較均一，這表明本實驗中靜電紡絲液的配比和紡絲條件可制備出形貌均一的靜電紡絲納米纖維。
[0054]圖2 為本發(fā)明以配比為 PAN 10 wt.%，F(xiàn)e (acac)3 3 wt.%，DMF 為 87 wt.% 的靜電紡絲液在上述紡絲條件下制備的靜電紡絲物經(jīng)過250 °C預(yù)氧化和1000 °C氬氣氣氛中煅燒2 h后制備的納米纖維的掃描電鏡圖，放大倍數(shù):X20000，由圖中可以看出制得的中空的靜電紡絲纖維的形貌比較均一，且其直徑較圖1中預(yù)氧化的納米纖維有一定的減少。
[0055]圖3 為本發(fā)明以配比為 PAN 10 wt.%，F(xiàn)e (acac)3 3 wt.%，DMF 為 87 wt.% 的靜電紡絲液在上述紡絲條件下制備的靜電紡絲物經(jīng)過250 °(:預(yù)氧化、1000 °(:氬氣氣氛中煅燒2 h和400 °(:空氣氣氛中煅燒3 h制備的多孔石墨化碳包覆鐵氧化物納米纖維的掃描電鏡圖，放大倍數(shù):X 20000。
[0056]圖4為本發(fā)明中圖3中的局部放大圖，放大倍數(shù):X 100000。通過圖3可以看出制備的多孔石墨化碳包覆鐵氧化物納米纖維的形貌均一，通過圖4可以看出其直徑大約為150 ?350 nm。
[0057]圖5 為本發(fā)明以配比為 PAN 10 wt.%，F(xiàn)e (acac)3 3 wt.%，DMF 為 87 wt.% 的靜電紡絲液在上述紡絲條件下制備的靜電紡絲物經(jīng)過250 °(:預(yù)氧化、1000 °(:氬氣氣氛中煅燒2 h、400 °(:空氣氣氛中煅燒3 h和500 °(:氬氣氣氛中煅燒2 h制備的多孔石墨化碳包覆Fe3O4納米纖維的掃描電鏡圖，放大倍數(shù):X 20000。
[0058]圖6為本發(fā)明中圖5中的局部放大圖，放大倍數(shù):X100000。通過圖3可以看出制備的多孔石墨化碳包覆Fe3O4納米纖維的形貌均一，通過圖6可以看出其直徑大約為100?200 nm。
[0059]圖7為本發(fā)明以配比為PAN 10 wt.%, Fe (acac) 3 3 wt.%，DMF為87 wt.%的靜電紡絲液在上述紡絲條件下制備的靜電紡絲物經(jīng)過250 °C預(yù)氧化和1000 °(:氬氣氣氛中煅燒2h制備的石墨化的碳包覆鐵單質(zhì)及其化合物的納米纖維的透射電鏡圖。
[0060]圖8為本發(fā)明中圖7中的局部放大圖。通過圖7可以看出制備的石墨化的碳包覆鐵單質(zhì)及其化合物的納米纖維的形貌均一，通過圖8可以看出其直徑為292 nm。
[0061]圖9 為本發(fā)明以配比為 PAN 10 wt.%，F(xiàn)e (acac)3 3 wt.%，DMF 為 87 wt.% 的靜電紡絲液在上述紡絲條件下制備的靜電紡絲物經(jīng)過250 °(:預(yù)氧化、1000 °(:氬氣氣氛中煅燒2 h和400 °(:空氣氣氛中煅燒3 h制備的多孔石墨化碳包覆鐵氧化物納米纖維的透射電鏡圖。
[0062]圖10為本發(fā)明中圖9中的局部放大圖。通過圖9可以看出制備的多孔石墨化碳包覆鐵氧化物納米纖維的形貌均一，通過圖10可以看出其中有較多的孔隙，直徑為210 nm。
[0063]圖11 為本發(fā)明以配比為 PAN 10 wt.%, Fe (acac)3 3 wt.%, DMF 為 87 wt.% 的靜電紡絲液在上述紡絲條件