以聚苯乙烯(PS)胶晶作为铸模,采用纳米铸造工艺及后续煅烧的方法合成了三维有序大孔Fe_2SiO_4/SiO_2@C纳米玻璃陶瓷锂离子电池负极材料。溶胶-凝胶工艺产生的凝胶在650℃氩气氛炉中煅烧后,Fe_2SiO_4纳米晶体从含铁元素的SiO_2基玻璃中结晶析出,形成由Fe_2SiO_4纳米晶体、铁离子(Fe3+)修饰的玻璃态SiO_2和非晶碳组成的三维有序大孔纳米玻璃陶瓷。在50 m A·g^(-1)电流密度下进行充放电时,其放电容量可达450 m Ah·g^(-1)以上,电流密度增加到250 m A·g^(-1)时可逆放电容量仍旧稳定地保持在260 m Ah·g^(-1),而具有同样有序大孔结构和含碳量的非晶态SiO_2@C材料的放电比容量在50 m A·g^(-1)电流密度时仅为15 m Ah·g^(-1)。这些结果表明,Fe_2SiO_4纳米晶体及Fe^(3+)有助于SiO_2基玻璃陶瓷实现可逆储锂过程。
