关键词： 锂电池   磷酸铁锂   导电碳   化学改性   性能研究  

摘要： 安全性能高、环境友好、原材料丰富、价格低廉等等是磷酸铁锂锂离子电池正极材料独具的特点。但由于材料本身的导电性差，使得电池的内阻较大，导致材料倍率性能，电压平台和高低温性能不佳。为了提高电极的导电性，人们常常加入导电剂。不过导电剂在磷酸铁锂电池浆料中均匀的分散仍然是一个难题，这严重制约了锂电池的进一步发展。 本研究旨在通过对多种导电碳材料进行强酸、强碱、强氧化剂氧化改性，以提高导电剂在磷酸铁锂电池浆料中的分散性，进而提高锂电池的电化学性能，并通过单一或混合添加各类化学改性后的导电碳制作成扣式电池，测试其电池性能，探索化学改性后的导电碳对磷酸铁锂正极材料的影响及作用机理，以获得最佳导电碳添加比例。实验结果表明：单壁碳纳米管比多壁碳纳米管的提升效果明显，当导电碳退火温度为370℃，退火时间为3h，混合添加多种导电碳比例为2.5%SP、2.5%KS-6、1%CG-5、1%ST，导电碳材料经过10M的HNO3、H2SO4强氧化酸回流氧化制作成的电池测试结果最好，电池的1C充放电容量为137mAh·g-1、效率99%、电压平台为3.24V。 为了开发新的导电碳源，用HUMMERs法制备氧化石墨溶胶，尝试还原为石墨烯，对比氧化前后的分散效果。HUMMERs法制备的石墨的SEM图显示，在其表面有明显的结晶形成，样品除了碳之外还含有大量的钾、锰和硫酸根例子。氧化后的石墨鳞片依然呈叠加状态，但是层与层之间的距离由原来的0.5μm增加至1μm1.5μm。说明氧化后的石墨片分散效果并没有很大提高，初步分析可能是氧化过程中的分析纯中离子未清洗干净，对氧化石墨清洗后做能谱分析，发现样品除了碳之外还含有大量的钾、锰和硫酸根离子。

关键词： 大功率充电机   磷酸铁锂电池   充电方法   SOC估计   并联均流   并联优化  

摘要： 随着环境和能源问题的日益凸显，电动汽车是解决这些问题与汽车工业发展矛盾的最好途径。锂电池动力电池组作为电动汽车的电力驱动来源，其续航里程和使用寿命直接影响电动汽车的普及与发展，因此，研究符合电池特性的智能快速大功率充电机具有十分重要的意义。 本文根据磷酸铁锂电池的充电特性，采用多个充电模块并联方式，设计研制了20kW大功率充电机，重点对充电机建模与充电策略进行了一定研究。主要工作包含如下几部分： 首先，在充分了解大功率充电机发展现状的基础上，通过对充电机的调制方式、充电模型以及并联均流等关键技术进行深入研究，完成充电机总体结构、控制策略等的设计。 其次，以充电机及其电池负载组成双电源单输出系统，对充电过程进行等效并建立数学模型，设计分阶段可变参数的PI控制器实现充电机恒流充电。 然后，根据磷酸铁锂电池组充电特性，提出更符合充电曲线的多阶段变电流间歇充电方法与电池的荷电状态（SOC）估计相结合的智能充电控制策略，该控制策略在充电机实验平台上对磷酸铁锂电池组多次进行充放电试验。 最后对充电机控制策略进行系统的设计，提出单模块充电、并联模块均流充电、并联模块优化充电等多种方式充电。将并联模块均流充电、并联模块优化充电方式与充电控制策略结合，在20kW样机上验证系统控制策略可行。

关键词： 局扇EPS   磷酸铁锂电池   充电   均衡   逆变   人机界面   单片机  

摘要： 在科学技术发展突飞猛进的今天，随着社会发展的信息化、现代化，煤矿发展的智能化、安全化，人们对供电的要求越来越高。电力故障具有突发性，而矿用局扇风机在矿井下具有十分重要的意义，一旦断电将会带来不可估量的后果。因此，高性能矿用局扇EPS作为后备电源，为矿业安全提供保障显得尤为重要。论文首先通过对比EPS、UPS和柴油发电机组优缺点，得出研究高性能EPS在矿用局扇中应用的重要性。文中给出了矿用局扇EPS的工作原理和系统的一些技术指 标，根据要求设计系统结构图，选择蓄电池种类并计算其安时数等参数。其次，论文详细的阐述了单元充电器的设计，通过介绍磷酸亚铁锂充电原理和特性，根据常用的充电方法和实际需要选择了较为科学的充电方法，确定了使用BUCK降压电路作为充电电路，实现先以恒流3A，后以恒压14.4V的两段式充电方式，在提高了充电效率的同时，延长了电池的使用寿命。论文研究重点为单元蓄电池组管理系统的设计，通过比较现有均衡电路的优缺点，提出了一种以4节串联电池为均衡单元的非能量耗散型均衡管理方案，并对辅助电路进行分析与设计，通过软件编程最终实现电池电量的均衡，达到了均衡平均电流为1A左右，不仅增加了蓄电池组使用的安全性，也延长了电池的使用寿命。文中详细的阐述了逆变系统的设计，通过逆变系统原理框图确定主电路拓扑，并详细的介绍了硬件电路的设计，包括主电路功率开关器件的选型及其他辅助电路的设计。逆变技术一改以往的模拟电路生成SPWM波，采用了软件生成SPWM波形数字控制技术，简化了电路，降低了成本，更利于实现数字化控制。系统人机界面通过Modbus协议进行通信，并增加了一些辅助功能，用于显示充电均衡和应急逆变的状态参数。在对各模块的设计与分析的基础上，完成硬件电路的搭建与调试，采集实验波形并分析。实验验证证明整个系统的设计符合设计要求，完成了预期的目标，并总结了课题研究过程中存在一些不足之处，并提出改善的措施。

关键词： 正极材料   磷酸铁锂   纳米晶   水热法   前驱物分置水热合成   电化学性能  

摘要： 橄榄石结构磷酸铁锂(LiFePO4)作为锂电池正极材料具有很大的优势,但是其电子和离子传导率低,限制了它的广泛应用。近年来,随着研究的不断深入,通过碳包覆、金属掺杂、形貌调控、减小粒径等方式对LiFePO4的改性研究取得了很大的进展。这些方法中,减小粒径是提高磷酸铁锂性能的有效方法。通过减小LiFePO4材料的粒径可以缩短锂离子扩散距离,提高大电流充放电性能。 本文以LiFePO4的微纳米化可控合成为主要目标,采用水热法,通过优化合成工艺,以及探索新的合成方法达到减小LiFePO4材料粒径的效果,提高其电化学性能。研究过程中采用多种测试手段如XRD、FE-SEM、HRTEM、FT-IR、BET、充放电测试系统和CV等表征了样品结构、形貌和电化学性能,对制备的样品的物理化学特性和生长机理进行了研究。主要研究内容包括： 1、采用水热/溶剂热法制备了LiFePO4微纳米粉体。研究了前驱物加入顺序和有机溶剂乙二醇(EG)的用量对LiFePO4材料微纳米结构的调控作用。研究结果表明Li-PO4-Fe的加入顺序比Fe-PO4-Li顺序得到的LiFePO4样品粒径小且电化学性能好；通过调节溶剂中EG/W的比例可以调控微纳米LiFePO4的形成,EG的加入有效的减小了材料的粒径并提高了其电化学性能。 2、采用前驱物分置水热(PSHS)法用于合成LiFePO4纳米粉体。通过将前驱物有效分配,将铁源封装在聚合物袋中与Li3PO4分置,一方面可以防止在前驱物混合过程中引起的Fe2+氧化,另一方面在高温高压下铁源从聚合物袋中释放出来参与反应,这时Li3PO4具有较高的过饱和浓度,从而得到纳米级的LiFePO4微粒。得到的样品粒径约50-200nm,高倍率电化学性能显著提高。进一步研究了不同反应时间和反应温度条件下产物的结构和形貌,探究了纳米颗粒的形成机理。然后采用这种新方法,通过控制EG/W比例,得到粒径可控的LiFePO4纳米晶,并显著提高了其高倍率下的电化学性能。 3、采用PSHS法制备了磷酸锰锂(LiMnPO4)纳米粉体。研究了不同pH值和Fe添加量对LiMnPO4粉体的影响。结果发现在采用PSHS法合成LiMnPO4的过程中有较多复杂的中间产物生成,通过调节pH值对产物的纯度进行控制。LiMn1-xFexPO4/C (x=0.2,0.5,0.8)样品的性能较LiMnPO4有了显著提高,在充放电过程中具有显著的两个充放电平台。LiMn0.5Fe0.5P04/C样品具有最好的电化学性能,0.1C倍率下放电比容量为134mAhg-1,在10C倍率下仍有76mAh g-1的放电比容量。

关键词： 正极材料   锂离子电池   磷酸铁锂   分级结构   溶剂热法  

摘要： 锂离子电池正极材料磷酸铁锂因其循环性能好、材料来源广泛、低毒、环境友好、理论比容量高、热稳定性高等优点而被认为是最有希望取代钴酸锂而成为电动车和混合动力车的电源。但是磷酸铁锂三个明显的缺点(电子电导率低、离子导电率低和振实密度低)阻碍了其市场大规模化应用。人们为了改善LiFePO4的电化学性能和提高振实密度做了大量的工作。本文针对以上的问题,开展了如下的工作： (1)采用溶剂热法合成锂离子电池正极材料LiFePO4,运用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)和恒流充放电测试表征了产物的晶体结构,形貌、微观结构和电化学性能。结果表明,在200℃下,添加2ml乙二胺,溶剂热反应24h获得的材料具有片状结构,尺寸在0.5～1.5μm之间,厚度约为50nm、结晶度较高,片状结构有利于缩短锂离子的扩散距离,提高材料的电化学性能。我们还探讨了时间,温度以及乙二胺对产物结构及形貌的影响。通过不同时间下产物的XRD图和SEM简单阐述了片状结构LiFePO4的生长机理。电化学测试结果表明,材料在0.1C、0.2C和1C倍率下的放电比容量分别为120.6、104.9和68.8mAh·g-1。 (2)采用溶剂热法一步合成了振实密度达到了***3鸟巢状分级结构橄榄石型磷酸铁锂样品。该样品具有较高的结晶度,长5-11μm,直径3-7μm由厚度约为70nm,暴露(100)晶面的纳米片组成。该分级结构既能保持片状结构的优异电化学性能,又能保持类球形结构的高振实密度。N2吸附脱附测试结果表明材料的BET比表面积为6.8m2.g-1,平均孔径分布在20nm。这种结构有利于锂离子扩散和电解液的渗透。对比实验表明P123对材料的形貌有较大影响。通过不同时间下产物的XRD图和SEM简单阐述了鸟巢状分级LiFePO4的生长机理。电化学测试结果表明,加入P123制得的鸟巢状分级结构磷酸铁锂样品的电化学性能优于未加P123时制得的饼状结构。 (3)以葡萄糖为碳源对LiFePO4进行表面包覆。使用XRD、IR和TEM对LiFePO4/C进行表征。恒流充放电测试、循环伏安测试和交流阻抗法测试显示LiFePO4/C材料具有优异的的电化学性能。通过化学原位聚合氧化法制得LiFeP04/PPy复合材料,运用SEM和IR对材料进行表征。恒流充放电测试结果表明,LiFeP04/PPy复合材料在0.1C、0.2C、0.5C和1C倍率电流下充放电时的放电比容量为155、145、130.8和117.0mAh·g-1。

关键词： 磷酸铁锂   正极材料   燃烧法   合成条件   离子掺杂   电化学性能  

摘要： 橄榄石型结构的磷酸铁锂（以下简称LFP）作为一种锂离子电池正极材料，以其高安全性、环境友好、原料广泛、循环性能稳定而备受关注。目前其国内外的合成方法较多，但大都存在Fe2+易被氧化的问题，需要通入惰性气体保护，大大增加了生产成本。另外，受自身晶体结构的影响，LFP的本征电子电导率较差、Li+扩散系数较低，二者限制了其电化学性能的发挥。研究表明，表面包覆、离子掺杂以及细化颗粒可以有效改善LFP的电化学性能。 本文首先采用燃烧法，以LiNO3、(NH4)2HPO4以及三价铁源Fe(NO3)3·9H2O为原料，柠檬酸为络合剂与还原剂，在不通入惰性气体保护的情况下快速合成了粒径较小的未掺杂磷酸铁锂（以下简称N-LFP），并通过XPS分析验证了Fe3+的还原。运用XRD、SEM、FT-IR、激光粒度分析、电化学性能测试等多种手段，系统考察了柠檬酸用量、埋烧温度以及埋烧时间对N-LFP结构和电化学性能的影响，综合分析得出燃烧法制备N-LFP的最佳合成条件为：柠檬酸用量φ=2、埋烧温度700℃、埋烧时间10h，制得材料在0.2C电流密度下的首次放电比容量为121.8mAh/g。 在上述最佳工艺条件下，采用燃烧法制备高价金属离子（Mg2+、Zr4+）锂位掺杂磷酸铁锂（以下简称Y-LFP）。通过对样品XRD、FT-IR、XPS、EDS图谱的全面分析，表明Mg2+与Zr4+掺杂进入了晶格内部，以固溶体的形式存在于晶格中。恒温充放电测试结果显示，材料的首次放电比容量均随掺杂量的增加先增大后减小，表明少量离子掺杂可以提高LFP的电化学性能，而掺杂量过多则因Li+浓度减小，造成容量衰减。Mg2+与Zr4+的掺杂量分别为x=0.03、x=0.02时，材料获得最大的放电比容量分别为141mAh/g与141.9mAh/g，且经30次循环后容量衰减很少。Li0.98Zr0.02FePO4与Li0.98Mg0.02FePO4样品的循环伏安测试结果表明，掺杂量与掺杂离子半径相同而离子价态不同的Zr4+Y-LFP的电化学性能优于Mg2+Y-LFP，即掺杂离子价态越高，对LFP的改性效果越好。另外，对高价离子的掺杂导电机理进行了初步探讨，认为Y-LFP属于阳离子空位型材料，Li+被掺杂离子取代后形成的VL i空位，改善了内层Li+的脱出，同时材料由n型半导体转变为p型半导体，使得电子电导率提高。

关键词： 表面活性剂   磷酸铁锂   碳包覆   锂离子电池  

摘要： 随着能源危机和环境污染的加剧,清洁能源的开发和使用逐渐受到人类的关注,然而,作为一种高效清洁的新型储能器件,锂离子电池的使用备受瞩目。具有橄榄石型结构的LiFePO4(LFP)作为锂离子电池正极材料的一种,以其低廉的价格,无污染,较高的理论容量,循环稳定好等优势,受到越来越多的青睐。但是低的电子电导率和锂离子扩散速率也严重的制约其商业化的大规模应用。本文以表面活性剂为碳源合成LiFePO4/C材料,来改善其存在的问题。表面活性剂可以起到控制材料粒径大小,分散颗粒,控制形貌的作用。对样品的结构和形貌,采用XRD、SEM、TEM等手段进行表征,并采用恒流充放电系统对LiFePO4/C材料的电化学性能进行了测试。具体的研究内容如下： 一、采用碳热还原法,以价格低廉的FeCl3·6H2O为原料,并研究了离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和非离子型表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的用量、反应时间及煅烧温度等因素对LiFePO4材料结构、形貌以及电化学性能的影响。研究结果表明：以PVP为碳源制备的LiFePO4/C材料,颗粒分散更加均匀,颗粒间无明显团聚现象,高温煅烧后LiFePO4颗粒外包覆一层厚度约2nm的碳层。最后,通过恒流充放电测试表明,所制备的LiFePO4/C电极材料在最佳条件下具有优异的电化学性能,在0.2C倍率下的首次放电比容量达到162.8mAh/g;而以CTAB为碳源制备的LiFePO4/C材料在同样条件下,0.2C倍率下的首次放电比容量可达157.4mAh/g,在同样倍率下,没有加入表面活性剂的LiFePO4材料的放电比容量只有104.7mAh/g。 二、采用简单的溶剂热法,以乙二醇与水的混合液为溶剂,PVP为碳源辅助合成了自组装LiFePO4/C微米球形电极材料,并研究了反应温度、保温时间等因素对LiFePO4/C材料电化学性能的影响。研究表明：当反应温度为200℃时保温24h,乙二醇与水的配比为1：2时,样品有最好的形貌及最优的电化学性能。用该种方法制备的自组装LiFePO4/C微球材料,颗粒粒径约2.5um,并由粒径约110nm的球形颗粒组成,分散性良好,颗粒间无明显团聚现象,且LiFePO4样品外包覆着一层厚约2nm的碳层。测试材料在不同倍率下的电化学性能,结果表明：样品具有很好的倍率性能,在0.2C、1C、5C.10C、20C倍率下,首次放电比容量依次为167.6mAh/g、137.9mAh/g、114.3mAh/g、109.1mAh/g、93.5mAh/g,同时样品也具有良好的循环性能。

关键词： 磷酸铁锂电池   电池管理系统   uCOS   MAX17830  

摘要： 磷酸铁锂电池作为一种新型的锂离子蓄电池,具有高容量、高输出电压、良好的充放电特性、耐大电流冲击、电化学性能稳定、工作温度范围宽、无毒、对环境无污染等优点,传统的铅酸、镍氢等蓄电池是无法相比的,但在实际应用中也存在着一些问题,例如电池一致性、电池怕过充等问题,因此在实际使用中需要配合电池管理系统对其进行管理和保护。本论文针对煤矿避难硐室中的应急供电领域用磷酸铁锂电池电源管理系统进行研发设计,研发一款24V30A的磷酸铁锂电池管理系统,整个电池管理系统使用灵活,即可单独使用又可组网使用。本系统采用ARM+MAX17830架构的设计方案,整个系统采用模块化的设计理念,采用基于ARM内核的工业级微处理器MK60作为主处理器进行数据处理,使用MAX17830进行电池组信息的收集,使用嵌入式专用操作系统uCOS进行任务管理。其主要的研究内容如下:(1)磷酸铁锂电池性能研究。分析磷酸铁锂电池的工作原理,测试电池的充、放电循环特性以及温度等特性,为磷酸铁锂电池系统的研发提供理论依据和控制参数参考。(2)完成了ARM+MAX17830架构的24V30A磷酸铁锂电池管理系统硬件设计。围绕着ARM+MAX17830架构的电池管理系统进行电路设计,解决低压大电流下的短路保护问题、多级并联组网问题、充放电控制及多路温度采集等技术问题。(3)完成电池管理系统的软件设计。系统采用uCOS嵌入式实时操作系统作为任务管理的内核,按照功能的不同,其软件划分成多个任务模块,按照模块化的编程思想进行程序编写,完成电池管理系统的软件设计。

关键词： 磷酸铁   磷酸锰   磷酸铁锂   制备   络合-均相沉淀碳热还原法   电化学性能   小试  

摘要： 本文通过络合-均相沉淀法制备超细的磷酸铁和磷酸锰前驱物,再通过碳热还原法制备磷酸铁锂及磷酸锰锂材料,利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、热重/差热(TG/DTA)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、激光粒度分布仪等手段对产物形貌和粒度进行表征,考察了表面活性剂浓度、反应温度、反应物浓度、溶液pH值及反应时间对磷酸铁及磷酸锰颗粒形貌和大小的影响,测试了磷酸铁锂及磷酸锰锂的电化学性能,并进行磷酸铁的小试工艺试验。主要研究结果如下： 1.采用络合-均相沉淀法,以乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂,以表面活性剂作为形貌和粒度控制剂,制备了一次粒子为准纳米级的超细磷酸铁及磷酸锰。SEM显示所制备的磷酸铁一次粒子粒径为100～200nm,二次粒子平均粒径为1.85μm。磷酸锰为长1～5μm、宽100～500nm的柱状颗粒。TG/DTA及FI-IR分析表明制备的磷酸铁为FePO4·2H2O,磷酸锰为Mn3(PO4)2·3H2O。XRD测试结果表明磷酸铁及磷酸锰都是单斜晶系,磷酸铁物相结构参数为：空间群P1321(152)、晶胞参数a=5.036A,b=5.036A,c=11.255A；磷酸锰物相结构参数为：空间群C2/m(12),a=6.633A,b=8.584A,c=4.546A。 2.以络合-均相沉淀法合成的磷酸铁平均粒径随着表面活性剂浓度的增大而减小,当表面活性剂浓度达到5g·L-1时,磷酸铁平均粒径达到1.85μm。磷酸铁颗粒平均粒径随着反应温度的升高、铁源浓度的增大、反应时间的增加而增大。通过络合-均相沉淀法所得到的磷酸铁形貌为都趋于球形。 3.以络合-均相沉淀法及均相沉淀法制备的两种磷酸铁为前驱物,一水合氢氧化锂为锂源,蔗糖及电池极石墨为还原剂和碳源,采用碳热-还原法制备了磷酸铁锂。XRD及FI-IR测试结果表明这两种方法制备的磷酸铁锂为高结晶度的纯相。通过组装模拟电池进行充放电性能的测试,在0.5C倍率下,以络合-均相沉淀法制备的磷酸铁为前驱物合成的磷酸铁锂首次放电比容量达至(?)163.8mA·h·g-1,而以均相沉淀法所制备的磷酸铁锂为95mA·h·g-1.。考察了不同粒径、碳含量、焙烧温度、焙烧时间的磷酸铁锂充放电性能,结果表明,在碳含量6%、焙烧温度为700℃及焙烧时间为10h时磷酸铁锂的充放电比容量最高。 4.以络合-均相沉淀法制备的磷酸锰为前驱物,采用碳热还原法得到的磷酸锰锂材料其充放电比容量很低,焙烧温度的改变对其充放电性能无较大影响。 5.在制备磷酸铁和磷酸铁锂的优选条件下,进行磷酸铁和磷酸铁锂的扩大小试试验,小试磷酸铁锂产物在0.5C倍率下首次放电比容量达到116.1mA·h·g-1,50次循环充放电后放电比容量上升到120.3mA·h-g-1,循环效率为104%,表明所试制的小试磷酸铁锂产品电化学性能稳定。与现有商业磷酸铁锂产品相比,本文小试生产充放电性能略优,具备进一步放大中试生产的条件。

关键词： 锂离子电池   磷酸铁锂   铁基氧化物   水热法   干凝胶  

摘要： 锂离子电池因其较高的能量密度和优异的性能受到广泛关注。随着中小型便携式电子产品以及电动汽车的高速发展,对低成本,高性能和高安全性的锂离子电池需求越来越大。传统的碳系负极材料由于比容量较低(372mAh-g-1),已经无法满足下一代新型锂离子电池对负极材料的要求。因此,开发出一种新型的比容量高、稳定性好、安全性好、成本低廉的负极材料显得尤为迫切。 铁基氧化物Fe2O3, Fe3O4由于具有理论容量高,成本低廉、对环境友好等优点成为锂离子电池负极材料研究的关注焦点。但这些材料目前还存在着倍率放电性能差、循环寿命短等问题。一般情况下,材料的晶体结构、微观形貌及纳米尺寸等对其电化学性能均有重要的影响。所以本文开展了对铁基化合物纳米材料及其碳复合材料的制备、表征以及电化学性能研究,主要工作分为以下几部分： 一.采用水热法制备LiFePO4/C正极材料。在反应中加入抗坏血酸调节晶粒的生长,制备出分散性良好的片状纳米材料,研究不同的水热温度与时间对LiFePO4纳米颗粒大小、形貌及其电化学性能的影响。185℃,10h为水热合成的最佳温度和时间,该条件下的LiFePO4/C样品的电化学性能最优。 二.采用水热法制备α-Fe2O3纳米颗粒作为锂离子电池负极材料。通过改变反应物配比制备成棱锥状,中空球状等不同形貌的Fe2O3纳米颗粒,测试结果表明其电化学性能衰减严重,表面碳包覆后有所改善。增加电极涂片中乙炔黑的含量后,电化学性能明显提高,表明要改善Fe2O3负极材料循环寿命短的问题,还需要增加其碳包覆的含量。 三.通过制备铁基干凝胶并将其热处理炭化得到Fe3O4与介孔碳的复合材料。比较不同铁含量,不同胶凝剂含量,不同溶剂配比对干凝胶形貌的影响,研究不同的热处理条件对得到的复合材料的形貌、比表面积及电化学性能的影响。研究表明600℃,4h热处理的P2-2X样品的电化学性能最优,这主要归功于形成了尺寸均匀的Fe3O4纳米颗粒在三维多孔碳基体中均匀分布这一理想的纳米结构。