[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种螺旋状二氧化硅/氧化铁复合纳米材料及其制备方法和在锂离子电池中的应用，首先制备出独特的螺旋状的二氧化硅作为模板，通过简单的溶剂热反应合成螺旋状的二氧化硅/氧化铁纳米材料，螺旋状结构能有效缓冲充放电过程中的体积变化，大大提高负极材料结构完整性，同时，氧化铁纳米材料能提高的电池的容量，从而提高了负极的电化学性能。
[0005] 本发明采取的技术方案为：
[0006] 一种螺旋状二氧化硅/氧化铁复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007] (1)将聚醚F127与去离子水、十六烷基三甲基溴化铵和酸搅拌混合均匀，加入正硅酸乙酯(TEOS)，搅拌混合均匀后，静置，得到的产物经离心、洗涤、干燥，即可得到二氧化硅；
[0008] (2)将步骤(1)得到的二氧化硅、二茂铁，与有机溶剂混合，然后加入过氧化氢，搅拌均匀后，转移到反应釜中，进行溶剂热反应，得到的产物经离心、洗涤，干燥后，在空气中煅烧，然后自然冷却，即可得到所述螺旋状二氧化硅/氧化铁复合纳米材料。
[0009] 步骤(1)中，所述聚醚F127、去离子水、十六烷基三甲基溴化铵、酸、正硅酸乙酯的用量之比为：(0.012～0.065)g：(1.5～5.0)mL：(0.5～5.0)mL：(0.2～2.0)mL：(0.06～0.15)mL。
[0010] 进一步地，所述聚醚F127、去离子水、十六烷基三甲基溴化铵、酸、正硅酸乙酯的用量之比优选为：(0.012～0.034)g：(2.0～4.5)mL：(0.8～3.0)mL：(0.2～1.0)mL：(0.07～0.09)mL。
[0011] 步骤(1)中，所述酸为盐酸或硫酸中的一种或两种；所述酸的浓度为8～12mol/L。
[0012] 步骤(1)中，所述搅拌时间为1～60s，优选10～30s；所述静置时间为5～40h，优选10～30h。
[0013] 步骤(1)中，所述干燥为真空干燥，温度为30～80℃，优选40～60℃；所述干燥时间2～18小时，优选6～10小时。
[0014] 步骤(2)中，所述二氧化硅、二茂铁相对于有机溶剂的浓度分别为1.5～5.0mg/mL、0.018～0.05g/mL。
[0015] 进一步地，所述二氧化硅、二茂铁相对于有机溶剂的浓度分别优选为2.0～3.5mg/mL、0.02～0.04g/mL。
[0016] 步骤(2)中，所述有机溶剂与过氧化氢的体积之比为(15～45):(0.5～3)；所述有机溶剂为丙酮或乙醇中的一种或两种。
[0017] 进一步地，所述有机溶剂与过氧化氢的体积之比优选为(25～35):(0.75～2.5)。
[0018] 步骤(2)中，所述溶剂热反应的温度和时间分别为150～200℃、15～35h；所述煅烧的温度和时间分别为300～800℃、1～6h。
[0019] 步骤(2)中，所述干燥为真空干燥，温度为30～80℃，优选40～60℃；所述干燥时间2～18小时，优选2～6小时。
[0020] 本发明还提供了根据所述的制备方法制备得到的螺旋状二氧化硅/氧化铁复合纳米材料，螺旋状结构能有效缓冲充放电过程中的体积变化，提高锂离子电池的充放电性能。
[0021] 本发明还提供了所述螺旋状二氧化硅/氧化铁复合纳米材料作为锂离子电池负极材料的应用。
[0022] 本发明还提供了一种锂离子电池负极，以所述的螺旋状二氧化硅/氧化铁复合纳米材料制备而成。
[0023] 本发明还提供了一种锂离子电池，以上述的锂离子电池负极组装而成。
[0024] 本文首先通过模板法、溶剂热合成法获得了螺旋状二氧化硅/氧化铁复合纳米材料。螺旋状结构能够缓解充放电过程中的体积变化，大大提高负极材料结构完整性，同时，氧化铁能提高的电池的容量，从而提高了锂离子电池的电化学性能。以该材料作为锂离子电池的负极组装而成的锂离子电池，具有容量较高，循环性能稳定的特点。
[0025] 本发明与现有技术相比，具有以下优点：
[0026] (1)通过溶剂热合成法制备的最终产物产率高，可控性好；
[0027] (2)所制得的复合材料性能稳定，在空气中不易变性，容易存放；
[0028] (3)螺旋结构能缓冲充放电过程中的体积膨胀；
[0029] (4)实验过程简单，原料价廉易获取。
