ブラック、フェーズピュアFe₃O₄リチウムイオン電池のアノード用途に推奨されるグレードです。赤茶色は、粉末の表面が部分的に酸化されていることを示します。Fe₂O₃)、電気化学的性能が損なわれます。
黒色 = 相純粋な Fe₃O₄ (磁鉄鉱、逆スピネル構造、Fe²⁺ と Fe³⁺ の両方を含む) 赤茶色 = Fe₃O₄ 表面が部分的に酸化されて Fe₂O₃ (主に γ-Fe₂O₃、色は赤茶色)。ナノパウダーの比表面積は非常に大きいため、Fe²⁺ の表面酸化が一般的な問題となります。粉末が赤くなるほど、酸化が激しくなります。
Fe₃O₄ はよく研究されている変換型アノード材料です (理論容量 926 mAh/g、グラファイトの 372 mAh/g よりもはるかに高い)。 2 つのグレードの主な違いは次のとおりです。
| パラメータ |
黒色、純相 Fe₃O₄ |
赤褐色（表面酸化） |
| 電子伝導性 |
高 (半金属; Fe2⁺/Fe3⁺ 間の電子ホッピング、約 102 ～ 103 S/cm) |
劣化 (Fe₂O₃ は半導体であり、数桁低い) |
| 容量の提供 |
安定した; Fe2⁺ と Fe3⁺ の両方が変換反応に参加します |
表面のFe2O3層が関与します。理論上の容量はわずかに高くなりますが (1007 mAh/g)、実際のフェージングはより速くなります。 |
| 第 1 サイクルのクーロン効率 |
比較的高い |
低い (Fe₂O₃ はより大きな不可逆容量損失を示します) |
| サイクリングの安定性 |
良い |
悪化（酸化物層と電解質間の副反応が増加、SEI の安定性が低下） |
| 評決 |
推薦する | 酸化度を最初に評価する必要があります |
1.XRD: 主相が Fe3O4 であることを確認します。 Fe₂O₃ 回折ピークを確認します (赤茶色のサンプルには γ-Fe₂O₃ ピークが見られる可能性が高くなります)
2.Fe2+ 含有量滴定 (重クロム酸塩法): 純粋な Fe3O4 の理論上の Fe2+/Fe3+ 比は 1:2 です。 Fe2+ 含有量が明らかに低い場合は、酸化が顕著であることを示します。
3.酸化が著しい場合: 還元処理 (H₂ 還元)、炭素コーティング、または相純粋な Fe₃O₄ ソースへの切り替えを検討してください。
リチウムイオン電池の顧客向け: 黒色の相純粋な Fe₃O₄ を供給してください。赤茶色のバッチは出荷前に酸化度をテストするか、他の用途向けに酸化鉄 (Fe₂O₃) として販売し、それに応じて製品に明確にラベルを付けてください。
