本成果属于新材料技术领域的应用基础研究。

金属氧化物的理论比容量较高，如氧化铁的理论比容量高达1007 mAh/g，是锂离子电池的热点候选负极材料之一。以氧化铁等金属氧化物为负极构建锂离子电池，有利于拓宽金属氧化物及其复合纳米粉体材料的应用。

本研究团队利用水热法、溶胶凝胶法等，成功开发出高性能金属氧化物及其复合纳米粉体材料的制备技术，开发了纳米氧化锌、石墨烯-氧化锌、氧化铁、碳包覆氧化铁、二氧化锰、二氧化锰-石墨烯、锰酸锂、石墨烯-锰酸锂等多种纳米粉体材料。同时对纳米粉体材料在锂离子电池中的储能特性、电化学反应机理、容量衰减机理等进行了基础研究，对电池的安全性结构进行了应用设计。

以氧化铁为例，技术参数如下：①制备的氧化铁粉体一次粒子直径为50nm左右，二次粒子直径在200nm左右，纯度99.9%，比表面积为 72 m2/g，首次放电容量为1510 mAh/g；② 制备的碳包覆氧化铁粉体一次粒子直径为30纳米左右，二次粒子直径在150nm左右，碳包覆层5~8 纳米，比表面积为 92 m2/g，首次放电容量为1690 mAh/g；③ 纳米氧化铁市场价格10万元/吨，团队已掌握纳米氧化铁的制备技术，因疫情和市场因素影响，目前尚未建产线，预计后期投产后可实现产品增值。成果的创造性、先进性如下：① 50nm氧化铁粉体材料的制备工艺具有先进性；② 30nm碳包覆氧化铁纳米粉体材料的制备工艺具有先进性，碳包覆层仅为5~8nm；③Fe2O3//Li、Fe2O3@C//Li锂离子半电池和LiCoO2//Fe2O3@C锂离子全电池的构建及电化学储能特性研究具有创造性；④在锂离子电池的极片制作、电池组装、密封的工艺规程及电池结构设计上具有先进性。

在电池安全保护结构及设计方面：研究团队与安康当地企业等开展了深入合作。针对现有锂离子电池的安全隐患问题，开发设计了电池安全保护结构。采用防护壳体、减震机构、横竖隔板、环绕绝缘挡板、防撞装置等机构，增加锂电池的使用寿命；采用保护箱、散热仓、发电控制箱、支撑电路板等机构，减少电池故障率，提高电池充电效率；利用乙醇发电机进行间歇发电，提高发电效率，减少资源浪费；通过顶部和底部机构设置，提高电池保护效果，减少电池之间的碰撞，提高电池减震效果和安全稳定性。