基于工业化碳材料的锂氟化碳电池正极材料制备及性能

摘要：

为实现锂氟化碳电池在更多领域的普遍应用,以工业化碳材料(活性炭、球形石墨、膨胀石墨和工业石墨烯)为碳源,制备了四种氟化碳正极材料.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(FTIR)、X射线能谱(XPS)、氮气吸脱附以及电化学测试等表征手段对材料的微观形貌、晶体结构、化学结构和电化学性能进行了系统的研究.研究表明:氟化工业石墨烯具有完全的单氟化碳结构、高比表面积以及稳定的碳结构,在20 mA·g-1的放电电流下可以实现高达945.4 mAh·g-1的比容量;氟化活性炭具有较多的半共价C—F键,其起始放电电压最高,但是由于其结构稳定性较差,电压平台快速下降,导致整体比容量较低;氟化膨胀石墨和氟化球形石墨与氟化工业石墨烯结构类似,但是由于高氟化碳原子(C F2和C F3)的存在,其放电比容量要低于氟化工业石墨烯.不过在高放电电流密度下,氟化膨胀石墨、氟化球形石墨和氟化工业石墨烯的能量密度十分接近,因此,基于氟化膨胀石墨和氟化球形石墨的成本优势,氟化膨胀石墨和氟化球形石墨更适合于高功率应用场景.

关键词：锂氟化碳电池、石墨烯、电化学、构效关系、正极材料

所属期刊栏目：50

分类号：TB34(工程材料学)

资助基金：大学生创新创业训练计划项目202010059009

在线出版日期：2022-03-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：107-114