纳米材料与锂电池
锂电池负极材料大体分为以下几种
锂电池负极材料大体分为以下几种：第一种是碳负极材料：目前已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。
第二种是锡基负极材料：锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。
氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。
目前没有商业化产品。
第三种是含锂过渡金属氮化物负极材料，目前也没有商业化产品。
第四种是合金类负极材料：包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金，目前也没有商业化产品。
第五种是纳米级负极材料：纳米碳管、纳米合金材料。
第六种纳米材料是纳米氧化物材料：目前合肥翔正化学科技有限公司根据2009年锂电池新能源行业的市场发展最新动向，诸多公司已经开始使用纳米氧化钛和纳米氧化硅添加在以前传统的石墨，锡氧化物，纳米碳管里面，极大的提高锂电池的冲放电量和充放电次数。
锂金属电池锂－二氧化锰电池是一种以锂为阳极（负极）、以二氧化锰为阴极（正极），并采用有机电解液的一次性电池。
该电池的主要特点是电池电压高，额定电压为3V(是一般碱性电池的2倍)；终止放电电压为2V；比能量大(金属锂的理论克容量为3074mAh)；放电电压稳定可靠；有较好的储存性能(储存时间3年以上)、自放电率低(年自放电率≤10%)；工作温度范围－20℃～+60℃。
该电池可以做成不同的外形以满足不同要求，它有长方形、圆柱形及纽扣形(扣式)。
锂离子电池可充电锂离子电池是目前手机、笔记本电脑等现代数码产品中应用最广泛的电池，但它较为“娇气”，在使用中不可过充、过放(会损坏电池或使之报废)。
因此，在电池上有保护元器件或保护电路以防止昂贵的电池损坏。
锂离子电池充电要求很高，要保证终止电压精度在±1%之内，目前各大半导体器件厂已开发出多种锂离子电池充电的IC，以保证安全、可靠、快速地充电。
现在手机已十分普遍，基本上都是使用锂离子电池。
正确地使用锂离子电池对延长电池寿命是十分重要的。
纳米硅粉在石墨烯及锂离子电池领域的应用
纳米硅粉在石墨烯及锂离子电池领域的应用硅是自然界中含量仅次于氧的元素，当硅材料的尺度达到纳米级的程度，纳米硅粉将会产生许多不同于体硅的特性，因此研究纳米硅粉的奇特性能很有前景，也很有价值。
本文主要是讲述纳米硅粉在制作富勒烯和锂离子电池方面的一些应用。
首先，较传统的电弧法制备富勒烯不同的是，我们选择的是利用纳米Cu粉在高温环境下通入CH4和H2，但是由于纳米C u粉的高活性，使得其在高温下易结块，这样得不到完美的均匀分布的球状石墨烯，此时我们利用硅的惰性，将其和铜粉混合高温处理，得到的产物仍然是粉末状的包裹有石墨烯的Cu粉。
与此同时，我们注意到纳米硅粉具有较大比表面积和较高的理论比容量，因此纳米硅用来制作锂离子电池很合适。
但是现在普遍的做法是利用硅纳米线来制作锂离子电池，而我们选择继续使用纳米硅粉作为负极材料制作电池。
纳米硅粉在空气中易被氧化，在其表面会产生一层氧化硅，通过处理表面的氧化硅和内层未被氧化的硅，我们也可以得到一些硅溶胶的副产物。
总体而言，因为纳米硅粉的制作工艺不算复杂，其应用的领域很宽泛，结合上面的一些研究，纳米硅粉的应用前景很客观。
关键词：纳米硅粉；石墨烯；锂离子电池；负极材料；硅溶胶第一章绪论1.1 引言硅纳米粉的制备工艺不算复杂，纳米硅粉具有很多特性，开发潜力很大。
1.2 硅纳米粉的应用纳米硅是直径小于5nm的晶体硅颗粒。
纳米硅粉具有纯度高，粒径小，比表面积大，高表面活性，分布均匀等特点。
纳米硅粉用途很广泛，可与有机物反应，作为有机硅高分子材料的原料，可以替代纳米碳粉或者石墨，也可作为锂电池的负极材料，从而大幅度提高锂电池容量（理论上可达到4000mA/h），同时可以加大与电解液的亲和力，易于分散，提高循环性能。
纳米硅粉还可用在耐高温和耐火材料中，也能用作半导体微电子封装材料。
本文我们主要是利用硅粉和金属粉混合之后，其产生的惰性，能够使得金属粉在高温下不易发生反应。
1.3 石墨烯的简介1.3.1 石墨烯的结构和性质众所周知，碳有两种同素异形体，分别是金刚石和石墨，但是上实际80年代碳的另一同素异形体石墨烯的发现，使得石墨烯一下子成为世界研究领域的热点。
纳米结构材料在全固态锂电池高性能固体电解质中的应用
纳米结构材料在全固态锂电池高性能固体电解质中的应用能源与人类社会的生存和发展密切相关，持续发展是全人类的共同愿望与奋斗目标。
随着能源消耗量的增长，开发新的能源迫在眉睫～在各种新能源中，20世纪60,70年代发展起来的锂离子二次电池具有鲜明的特色。
它的应用领域涉及电子产品，如:手机，笔记本电脑、数码摄像机、数码照相机、PDA、MP3播放器等等，还有在航空航天，军事领域也在渗透，被称为“世纪的主导电源”。
目前，锂离子电池最为引人瞩目的应用是在电动汽车领域，估计在2011年左右锂离子二次电池能成熟地用在电动车领域。
因此全球科技界都在大力发展锂离子电池及相关技术，研究和开发新型锂离子电池相关材料，提高电池的性能和降低电池成本。
全固态锂离子电池，即固体电解质锂离子电池，是新近发展起来的新一代锂离子电池，它的实用化将能有效消除现在商品化液体电解质锂离子电池的安全性差与能量密度低的问题。
而且具有安全性能好、化学性能稳定、使用寿命长、充放电循环性能优越，自放电速率小、比能量和能量密度高、易于将锂电池小型化、工作温度范围大，可用于许多极端的场合等诸多优点。
正是被这些优点所吸引，近年来国际上对全固态锂离子电池的开发和研究非常活跃。
如图1所示是采用磁脉冲压实技术制备全固态锂离子电池单电池结构示意图，其优化的设计能够很好的避免电池的短路。
采用磁脉冲压实技术，能够很好的制备出全固态锂电池堆，如图2所示。
从而使为大型移动设备供电成为可能，最后得到的绕式全固态锂电池堆各层厚度均匀，接触致密，而且制备过程中不需要经历热处理的过程，这样就使很多在一定高温不稳定的电极或电解质材料的应用成为可能，很适合大规模地制备大型的固态锂电池堆。
但是，现在限制全固态无机电解质锂离子电池大规模使用的主要因素是电解质材料的性能迫切需要提高，尤其是室温离子电导率，对无机固体电解质材料而言，决定其离子电导率的因素主要包括两个方面:材料的致密性与导电载流子的浓度。
纳米硅材料在锂离子电池方面的应用研究
图 ２ 经 ２００ 个循环后的硅纳米管 ＳＥＭ 图［９］
从上图可以看出，硅纳米管在 ２００ 个循环后没有因为在 锂离子的插入和脱嵌过程中而产生的巨大体积变化。硅纳米 管相对于颗粒材料，增加了比表面积，增加了有效电化学反应 的接触面积，可以使更多的活性材料参与电化学反应，进而提 高了比容量。
１．３ 硅纳米线
１．３．１ 纯硅纳米线 Ｋｕｉｑｉｎｇ Ｐｅｎｇ［１０］等报道通过金属催化化学腐蚀的方法制备
出大面积的硅纳米线阵列用在可充电锂离子电池的负极（如图 ３ 所示）。
在 Ｃ／５ 的倍率下，２０ 次循环容量保持在 ３ ５００ ｍＡｈ／ｇ。在 １ Ｃ 倍率下，容量大于 ２ １００ ｍＡｈ／ｇ，这仍然是石墨容量的 ５ 倍。这是由于无电镀蚀刻的硅纳米线有好的导电性和粗糙的 表面积，有助于电荷的输运和锂离子的插入和脱出。
２０１２．４ Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．４
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综
述
高的电子电导率，并能在锂离子嵌入和脱嵌过程中适应体积 的变化。
Ｈｕｉｘｉｎ Ｃｈｅｎ［１７］等报道了在电压为 ０．０２～２．０ Ｖ，电流密度 为 ２１０ ｍＡ／ｇ 时，碳包覆的硅纳米线和无碳包覆的硅纳米线其 充放电容量及库仑效率，如表 １ 所示。
从表 １ 中很明显可以看到碳包覆的硅纳米线比无碳包覆
锂离子电池的研究进展综述
锂离子电池的研究进展综述锂离子电池的研究进展刘文 2015200807近十年以来，通过对新电极材料和新存储机理的开发研究，基于锂的可重复充电电池技术得到了飞跃发展，电池性能不断提高。
得益于纳米技术的不断探索发现，传统电池材料存在的许多重难点基础问题极有希望得到解决。
一、纳米技术致力于解决传统电池领域的哪些重大问题？1. 体积变化导致活性颗粒和电极的开裂与破碎传统嵌入式电极材料在充放电过程中的体积变化较小。
而对于新型的高容量电极材料而言，由于充放电过程中，大量Li物种嵌入和脱嵌，发生巨大的体积变化。
经过多次循环之后，活性颗粒和电极材料会开裂和破碎，影响电学传导，并造成容量降低，最终导致电池失效，大大缩短了电池的使用寿命。
据报道，合金型负极材料的体积膨胀率中，Si为420%，Ge和Sn为260%，P为300%。
而传统的石墨负极只有10%。
图1. 活性颗粒和电极材料在充放电过程中开裂和破碎的过程硅极负极的解决方案纳米材料一个天然优势就在于，其尺寸较小，可以在颗粒和电极层面上有效抵抗力学上的破坏。
高容量电极材料有一个基本参数，叫做临界破碎尺寸。
这个参数值取决于材料的反应类型（譬如合金反应，转化反应）、力学性能、结晶度、密度、形貌以及体积膨胀率等一系列参数。
而且，电化学反应速率对于颗粒的开裂和破碎影响重大，充放电速率越快，产生的应力就越大。
当颗粒尺寸小于这个临界尺寸时，锂化反应引起的应力就能得到有效控制，从而缓解颗粒的的开裂和破碎行为。
研究表明，Si纳米柱的临界尺寸是240-360 nm，Si纳米线的临界尺寸是300-400 nm，这一区间范围主要是受到电化学发宁速率的影响。
晶化Si纳米颗粒的临界尺寸大约是150 nm。
图2. Si纳米线负极材料可以适应应力的影响因此，颗粒的破碎问题可以通过使用低于临界尺寸的各种纳米结构材料来实现，譬如纳米柱、纳米线、纳米颗粒、纳米管、纳米棒、以及纳米复合材料等。
至于电极的破碎问题主要是采用一系列胶粘方法将Si纳米颗粒粘结在集流器上实现。
锡基纳米材料作为锂离子电池负极材料的实验与研究
１ ． ２ 二氧化锡和二氧化锡／ 碳凝胶 复合材 料的制备
二氧化锡碳 凝胶复合材料是通过真空渗入法制备． 将制备好的碳凝胶固体浸入到含锡（ Ｉ Ｉ ） 配合物
的溶液中， 并在真空下保存３ ｈ ． 锡配合物是以草酸锡为原料制备而成． 被含锡配合物溶液填充的碳凝胶 固 ￣ ８ ５ ｏ ｃ 下干燥过夜 ， 然后在马弗炉中以５ ￣ Ｃ ／ ｍ ｉ ｎ 的速率升温焙烧 ， 直至４ ０ ０ ％时 ， 再烧１ ｈ ．
Ｎ ａ ｎ ｏ ｗ ｉ ｒ ｅ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ【 Ｊ 】 ． Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ， ２ ０ １ ０ ，３ ３ ０ （ ６ ０ １ ０ ） ： １ ５ １ ５ — １ ５ ２ ０ ．
［ ２ 】Ｋ ｏ Ｙ Ｄ ，Ｋ ａ ｎ ｇ Ｊ Ｇ ，Ｐ ａ ｒ ｋ Ｊ Ｇ ，ｅ ｔ １．Ｓ ａ ｅ ｆ － ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ￣ ｅ ｄ Ｓ ｎ ０ ２ ｎ ａ ｎ ｏ ｗ ｉ ｒ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｈ ｉ ｇ ｈ － ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｌ ｉ ｔ ｈ ｉ ｕ ｍ－ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｋ ｅ ｉ ｒ ｅ ｓ 【 Ｊ 】 ． Ｎ ａ ｎ ｏ ｔ ｅ ｅ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， ２ ０ ０ ９ ， ２ ０ （ ４ ５ ） ： ４ ５ ５ ７ ０ １ ． ［ ３ ］Ｌ ｅ ｉ Ｄ Ｎ ，Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｍ，Ｈａ ｏ Ｑ Ｙ ，ｅ ｔ １．Ｍｏ ａ ｒ ｐ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｓ ｎ Ｏ ２ ｎ ａ ｎ ｏ ｒ ｏ ｄ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｓ ａ ｓ ａ ｎ ｏ ｄ ｅ ｓ ｏｒ ｆ
这就大大阻碍 了其商业化应用． 研究者尝试 了许多方法来解决这个问题 ， 比如 ， 构建不同的纳米结构如 纳 米棒［ ２ － ５ ］ 、 中空状 ［ ６ － ８ ］ 、 纳米纤 维［ ９ １ 等． 然而， 由于其高表面能， 导致纳米水晶很容易聚合 ， 并且难以控制具体大小． 把纳米颗粒镶嵌在碳基 结构上被证明是一种能抑制凝聚的有效方法． 碳凝胶有着优异的高比表面积和可调的孔径分布． Ｓ ｕ ｎ ｇ － Ｗｏ ｏ Ｈ ｕ ａ ｎ ｇ 将氧化锡溶胶浸入间苯二酚一 甲醛 （ Ｒ Ｆ ） 湿凝胶中， 或将四氯化锡溶液浸入在碳凝胶 电极 中， 成功
纳米材料与技术在新能源相关领域的前沿研究与应用
纳米材料与技术在新能源相关领域的前沿研究与应用纳米材料是一种粒径小于100纳米的材料，由于其特殊的结构和性质，正被广泛研究和应用于各个领域。
在新能源领域中，纳米材料已经展现出了强大的应用潜力。
首先，在太阳能电池领域中，纳米材料作为电池材料受到了广泛关注。
例如，利用纳米结构改善电池材料的光吸收效率、电荷传输效率和稳定性等方面，可以大幅提高太阳能电池的转化效率。
其次，在燃料电池领域中，纳米材料也能够提升电极催化剂的催化活性和稳定性，进而提高燃料电池的效率。
例如，通过将纳米金属颗粒负载在碳载体上制备催化剂，可以有效提高氧还原反应的效率。
此外，在储能领域中，纳米材料也被广泛应用于锂离子电池、超级电容器等储能设备中。
例如，纳米结构的正极材料和负极材料可以提高电池的能量密度和循环寿命。
综上所述，纳米材料在新能源相关领域中的前沿研究与应用是一个极具潜力的领域。
通过针对不同应用领域的特点，优化纳米材料结构和性质，可以进一步推动新能源技术的发展。
一、纳米材料的意义（一）纳米材料的定义纳米材料是指至少在一维（长度、宽度或厚度）上尺寸小于100纳米且具有特殊结构和性质的材料。
纳米材料因其特殊性质被广泛应用于各个领域，包括新能源相关领域。
（二）纳米材料在新能源相关领域的应用1、太阳能电池：纳米材料可以提高太阳能电池的效率，同时减少制造成本。
2、燃料电池：纳米材料可作为燃料电池的催化剂，提高燃料电池的效率。
3、锂离子电池：纳米材料的高比表面积和较小的粒径可以提高锂离子电池的储能密度和循环寿命。
4、超级电容器：纳米材料的高比表面积和良好的导电性能使其成为超级电容器的理想电极材料。
二、纳米材料的重要性（一）纳米材料的特殊性质1、比表面积大：纳米材料具有巨大的比表面积，可增强材料的吸附性、催化活性和光学性能等。
2、量子效应：纳米材料由于其尺寸小于光波长，因而表现出不同于宏观材料的光学、电学、热学等性质。
3、尺寸效应：纳米尺寸范围内，材料的物理、化学性质受到晶格结构、形貌等因素的影响，因此具有特殊的力学、电学、磁学等性质。
纳米二氧化钛在锂电池中的应用
纳米二氧化钛在锂电池中的应用引言：锂电池作为一种重要的储能设备，广泛应用于移动电子设备、电动汽车和可再生能源等领域。
为了提高锂电池的性能和稳定性，研究人员一直在寻找新的材料来改进电池的性能。
纳米二氧化钛作为一种有潜力的材料，近年来引起了广泛的关注。
本文将探讨纳米二氧化钛在锂电池中的应用，并分析其优势和挑战。
一、纳米二氧化钛的制备方法纳米二氧化钛可以通过溶胶-凝胶法、水热法、气相沉积法等多种方法制备。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法，通过控制反应条件和添加剂，可以得到具有不同形貌和尺寸的纳米二氧化钛颗粒。
二、纳米二氧化钛在锂电池正极材料中的应用1. 提高锂离子嵌入/脱嵌速率：纳米二氧化钛具有较大的比表面积和短离子扩散路径，可以提高锂离子在正极材料中的嵌入/脱嵌速率，从而提高电池的充放电性能。
2. 增加电池容量：纳米二氧化钛具有较高的锂离子嵌入容量，可以增加电池的总容量，延长电池的使用时间。
3. 提高电池循环寿命：纳米二氧化钛具有较好的结构稳定性和电化学稳定性，可以减少电池在循环过程中的容量衰减，提高电池的循环寿命。
三、纳米二氧化钛在锂电池负极材料中的应用1. 提高锂离子嵌入/脱嵌速率：纳米二氧化钛可以作为锂电池负极材料的添加剂，通过提高锂离子在负极材料中的嵌入/脱嵌速率，改善电池的充放电性能。
2. 抑制锂枝晶生长：纳米二氧化钛具有较高的表面能和较小的晶粒尺寸，可以抑制锂枝晶的生长，减少电池内部的短路现象，提高电池的安全性能。
3. 提高电池循环寿命：纳米二氧化钛可以减少电池在循环过程中的容量衰减，提高电池的循环寿命。
四、纳米二氧化钛在锂电池中的挑战1. 纳米二氧化钛的制备成本较高，需要进一步降低制备成本。
2. 纳米二氧化钛的导电性较差，需要通过掺杂或复合改进其导电性能。
3. 纳米二氧化钛的循环稳定性有待提高，需要进一步研究其循环衰减机制并寻找解决方法。
结论：纳米二氧化钛作为一种有潜力的材料，在锂电池中具有广阔的应用前景。
纳米储锂材料和锂离子电池
的结构变化 " 结果发现， 锡基氧化物和锂反应后， 氧化 物中的锡均首先被锂还原取代， 分解生成氧化锂和金 属锡， 生成的金属锡将进一步与锂发生合金化反应 " 我们用 @<*<= 光谱也验证了 ?=4) 与锂具有的上述反
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单个颗粒的尺 下的 3LM 照片 " 颗粒为较好的球形， 寸为 !66=*" 而且在每个球形颗粒表面， 有一个完整 的壳层结构， 可以立即推测这可能是类似于碳负极 或金属锂表面形成的钝化膜 " 壳层的厚度为 ’6N 左
［’］ 右， 为无序结构 " ;<,= 等曾根据电学测定结果推算
其厚度在 )6 C 95N 之间， 为阻挡隧道电流的最小厚 度 " 因此我们第一次直接看到了钝化膜， 并确定了它 的厚度， 印证了以前的推测， 也直接证明了氧化物负
图! 锂离子电池工作原理图
［9］ 极表面 ?LO 膜的存在 " 在颗粒内部观察到许多晶
格条纹间距为 9A)5N， 尺寸为 ’6N 的纳米微晶 （篇幅 所限未示出） " 这些纳米微晶分散在白色或灰白色的 无序介质中 " 分析 ?=4 与各种 #$ C ?= 合金的结构参 数， 9A)5N 这一条纹间距与 #$ C ?= 合金中的 ?= C ?= 间距相近， 这说明观察到的纳米微晶就是 #$ C ?= 合 金 " 白色或灰白色的无序介质应该是无定形 #$) 4"
［9］ （&&C） 面 ! 李泓 在研究 方相结构对应着 ,-0 *’# 相的
锂离子电池中的纳米材料
锂离子电池中的纳米材料学号：35072114 姓名：黄俊伟前言：锂离子电池是现代材料电化学学科的一个巨大的成功。
锂离子电池由锂离子插层负极材料（一般为石墨）、锂离子插层正极材料（一般为锂的氧化物如LiCoO2）及将两者分离开的锂离子传导电解液（如溶有锂盐LiPF6的碳酸乙二酯-碳酸二乙酯有机溶液）等材料构成[1]。
虽然这类电池已被成功地商业化，但现有的电极和电解液材料已达到了性能的极限。
在消费电子，以及清洁能源存储和混合电动交通工具的使用中，新一代可充电锂电池的研制迫切需要材料技术的进一步突破。
其中已在开发中的一种途径是纳米材料在锂离子电池中的应用。
关键词：储锂金属，纳米形貌特征，插锂反应，可逆相变一、电极锂离子电池纳米电极存在一些潜在的优缺点。
优点：（i）更好地释放锂嵌入和脱嵌过程中的应力，提高循环寿命；（ii）可发生在块体材料中不可能出现的反应；（iii）更高的电极/电解液接触面积提高了充/放电速率；（iv）短的电子输运路径（允许在低电导或高功率下使用）；（v）短的锂离子传输路径（允许在低锂离子传导介质或高功率下使用）。
缺点：（i）高比表面积带来的不可预期的电极/电解液反应增加，导致自放电现象，差的循环性能及寿命；（ii）劣等的颗粒包装技术使其体积能量密度很低，除非开发出一种特殊的压缩工艺，否则会限制它的应用；（iii）电极合成过程可能会更加复杂。
认识了这些优缺点，人们已经加大在负极材料及最近展开的正极材料的研发力度。
二、负极储锂金属存在的问题储锂金属可部分重复地、在低电压（相对于锂）下进行储锂反应，它提供了比传统石墨大得多的比容量。
例如，锂硅合金，饱和状态下的分子式为Li4.4Si，理论上可以达到4200mAh/g的比容量，而金属锂为3600mAh/g，石墨只有372mAh/g。
但是，锂的嵌入再加上相变会导致体积发生巨大的变化，产生的应力致使金属电极断裂破碎，电阻增大，存储电荷的能力骤降。
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纳米材料与锂电池 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】摘要传统的锂离子电池的负极材料是石墨，在可逆容量，循环寿命方面存在一些问题。
二相比于块体材料，纳米材料具有许多优异的性能，纳米材料的制备、性能和应用别广泛研究，其中纳米材料在锂电池方面具应用前景。
采用纳米材料取代传统块体材料，可以改善锂电池的性能。
因此，本论文我们开展了氧化铁纳米材料在锂电池领域的应用调研。
本调研工作如下：1) 目前锂离子电池的工作原理、负极材料研究情况，分析它们的优缺点。
2) 氧化铁纳米材料作为锂离子电池的负极时相对与其他负极材料的优越性，了解氧化铁纳米材料在国内外的最新研究状况，在锂离子电池领域的应用情况。
分析氧化铁纳米材料各种合成方法，制备工艺参数，对于氧化铁纳米材料电化学性能的影响，进而对锂离子电池影响。
3) 通过调研工作分析氧化铁纳米材料作为锂离子电池的负极材料目前所存在的问题及可能解决方法。
比如从氧化铁纳米材料的结构稳定性、纳米材料的形貌尺寸方面及导电性能等方面着手。
关键词：氧化铁纳米材料，锂离子电池，负极材料。
根据中文摘要修改英文，和最后的总结AbstractIn the 90s of the last century, nano materials, nano composite materials, with its unique performance in lithium ion battery anode material application have great development, the traditional lithium ion battery anode material is graphite, but due to its in the reversible capacity, cycle life performance without nano material as anode materials for lithium ion batteries is superior, so nano material in lithium ion battery anode and by more and more people's attention, for example, the research of iron oxide nano materials because of its high capacity, high safety, high stability, abundant resources, cheap price, etc, by the people's attention.Through the investigation of the recent lithium-ion battery anode materials, and their advantages and disadvantages. Investigation of iron oxide nano materials as lithium ion battery anode relative and the superiority of the other anode materials, through the research of iron oxide nano material at home and abroad the latest research status, application in the field of lithium ion battery, and ferric oxide nano material all method, synthesis condition, synthesis time, effects on the electrochemical properties of the iron oxide nano materials will eventually cause what influence the capacity and cycle life of lithium ion battery.Through a series of investigations, we can improve the electrochemical properties of iron oxide nanomaterials as the anode materials for the lithium-ion batteries.. Structure stability of the first iron oxide nanomaterials. Second morphology and size of iron oxide nanomaterials. Third its conductive properties.Keywords: iron oxide nanomaterials, lithium ion batteries, anode materials目录第一章导论纳米材料的概述纳米材料的发展我们把宇宙的物质分为宏观物质和微观物质，人类对宏观物质的认识和研究已经有相当长的时间。
但是对微观物质的认识时间不是太久，在上个世纪八十年代，出现了团簇科学，团簇是指1nm以下的原子聚合体，它是由几个到几百个原子构成的。
团簇的研究是位于凝聚态物理学，原子物理学，材料学，表面学，量子化学等多学科的交叉处，因此构成了团簇物理我们把宇宙的物质分为宏观物质和微观物质，人类对宏观物质的认识和研究已经有相当长的时间。
但是对微观物质的认识时间不是太久，在上个世纪八十年代，出现了团学。
科学家研究发现，在团簇和微米之间，存在一个新体系，这个体系叫做纳米体系，纳米体系的范围为1——100纳米之间，纳米微粒就是纳米体系典型的代表，因为纳米微粒的尺寸小，比表面积大，和量子尺寸效应等，使得纳米材料具有不同寻常的特性，因而成为物理学，化学科学和材料科学研究的热点。
1990年7月第一届国际纳米纳米学术会议在美国召开，把纳米材料科学作定义为一个材料学科的分支，标纳米志着材料科学的已经进入了一个崭新的时代，标志着人类对微观世界更加客观的认识。
在纳米材料的研究方面主要有三个阶段：主要是科学家在实验室探索各种纳米材料微粒粉体，合成块体的制备方法。
研究表征方法，和纳米材料与常规材料相比，纳米材料的特性。
科学家研究的热点是怎么样利用好纳米材料在物理，力学，化学的特殊特性来合成行的纳米复合材料。
主要的类型有以下几种：纳米微粒之间的相互结合，我们称之为（0-0复合）。
常规块体和纳米材料之间的相互结合，我们称之为（0-3合）。
复合的纳米薄膜，我们称之为（0-2复合）。
纳米材料研究的热点是通过人们合成组装纳米材料的结构。
这样人们可以通过改变材料的结构，来获得不同性能的材料，纳米组装体系主要有：纳米微粒，纳米管，纳米丝，一维纳米结构，二维纳米结构，三维纳米结构。
在此时科学家按照所需材料的性能设计合成行的纳米体系。
随着时间的前进和科学技术的发展，尤其在材料科学方面的发展，纳米材料的研究范围和特点具有以下特点：在纳米材料研究的方面，研究的领域和内容不断扩大。
我们可以从纳米研究发展的三个阶段看出，从第一阶段的纳米微粒，第二阶段的纳米复合体，以及到第三阶段的通过人为组装合成的纳米丝，纳米管，以及一维纳米材料，二维纳米材料，三维纳米材料，都发生了重大的突破。
纳米材料研究的概念不断拓宽，因为纳米材料不仅仅包括纳米微粒，还包括纳米复合体，以及有纳米微粒，纳米管，纳米丝，一维纳米管，二维纳米管，三维纳米管组成的纳米体系，研究面越来越广。
出现了基础研究和应用研究的并行。
通过第一阶段和第二阶段的研究，科学家已经得出纳米材料不同于常规材料的特性，随着研究的进行，人们通过改变纳米材料的结构，来改变纳米材料的性能，从而应用到我们的实际生活中。
随着科学的发展，在各种现在科学技术中，对于材料的要求越来越高，其中纳米材料以其独特的性能，更加受到人们的关注，所以纳米材料的发展趋势是在纳米材料的研究方面和制备方向上，更加注重于加强控制合成方面的研究，如，微粒结构，颗粒尺寸，形状，以及表面等微结构的研究，因为纳米材料具有小尺寸效应，表面效应，量子尺寸效应，对着方面的研究有利于控制我们所需纳米材料的合成，因为这些因素对材料性能的影响我们不能清楚地区分，（1）我们可以通过纳米微粒表面改性从而研究表面效应对纳米材料性能的影响。
（2）通过设计行的纳米结构，如纳米丝，纳米管，从而获得我们所需材料的特性。
（3）通过研究纳米微粒在多孔基体中的分布状态，来控制量子尺寸效应和渗流效应。
由于纳米材料的特殊性能，纳米材料被用运在各个科学领域，如在化学、光学、电学、热学、磁学等领域得到应运并且应用前景非常广阔,已引起了科学研究者的广泛关注。
因此,纳米材料相对于传统材料是新型材料,是高新技术发展的重要物质基础之一。
科研工作者们把纳米材料誉为“21世纪最有前途的材料，对于纳米材料的应用前景主要有：1.纳米材料作为磁光记录材料，因为纳米材料具有特殊的光电和磁电特性，。
因而可以被用作记录材料，可被作为大容量光盘，磁盘，磁光钥匙以及磁卡。
随着信息化的迅速发展，信息的储存量急剧增大，信息的存储里速度更加快，因此使信息的记录速度加快。
推动记录用的磁光颗粒尺寸向微粒化发展，当前有纳米金属磁粉制备成的金属磁盘，其记录密度非常高，记录密度在400万至4000万的信息每以上单位。
随着科学技术的发展和人类对纳米材料认识和研究的不断完善，纳米材料的特性逐渐被人们掌握并且利用在现代的科学技术中，纳米材料的特性主要有：(1)纳米材料具有表面效应，纳米微粒的比表面积与纳米微粒直径的关系可表示，其中S为比表面积，k为纳米粒子形状因子，ρ为纳米粒子的理论密度。
D 为：S=KρD为纳米粒子的平均直径。
由上式可知,纳米粒子的直径越小比表面积越大,从而造成处于表面的原子个数越来越多。
由于纳米粒子所具有的大比表面积的特性使的化学键态严重失配,在表面出现许多活性中心,表面台阶和粗糙度增加,出现非化学平衡、非整数配位的化学键,从而造成纳米体系的化学性质与化学平衡的体系有很大变化。
（2）量子尺寸效应，在量子力学中我们了解到，到微观粒子直径尺寸减小到一定的级别时，就会造成微粒特性的改变，这一变化的主要表现是电子的能级在费米能级附近由连续分布变为不连续分布，当能级的变化程度比较大时会导致纳米材料性能与常规的材料又有明显的差异，由于纳米材料的微粒尺寸小到与物理特征量相差不多,在宏观上表现为纳米材料在，电，磁，光，热以及电阻率方面有明显的差异。