【摘 要】
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随着电动汽车和便携式电子产品的不断发展,人们开始大力开发高能量密度和高功率密度的锂离子电池。氟化碳因作为锂一次电池的正极材料具有最高的能量密度而被广泛研究。为了提高锂/氟化碳电池的能量密度和功率密度,人们已经做了很多工作,如调整碳源、表面修饰、控制氟化学计量、减小颗粒尺寸、引入导电涂层等等,并且都取得了一定的成果。本文利用溶剂参与氟化碳放电反应的特性,通过调控电解液组分提高电池能量密度与功率密度,
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随着电动汽车和便携式电子产品的不断发展,人们开始大力开发高能量密度和高功率密度的锂离子电池。氟化碳因作为锂一次电池的正极材料具有最高的能量密度而被广泛研究。为了提高锂/氟化碳电池的能量密度和功率密度,人们已经做了很多工作,如调整碳源、表面修饰、控制氟化学计量、减小颗粒尺寸、引入导电涂层等等,并且都取得了一定的成果。本文利用溶剂参与氟化碳放电反应的特性,通过调控电解液组分提高电池能量密度与功率密度,并进一步研究其放电机理。本研究系统地研究了锂盐阴离子、锂盐浓度和溶剂种类对锂/氟化碳电池放电性能的影响。结果显示,锂/氟化碳电池在锂盐浓度更低的电解液中表现出更高的放电电压,并且在不同溶剂的电解液中,锂/氟化碳电池表现出190 m V的电压差值。利用能斯特方程计算电解液锂盐浓度和溶剂分子对锂负极和氟化碳正极的电势位移影响。得出以下结论:1)电解液对锂/氟化碳电池的电压有影响;2)较高的锂盐浓度提供较低的工作电压;3)用分子数越多的溶剂溶剂化Li+可以提供更高的工作电压;4)无锂电解液（0 M）提供了738 m Ah g-1的放电比容量。为进一步提高氟化碳正极材料放电容量,增大放电区间至1.0 V。利用溶剂化锂离子共嵌入石墨特性。通过调控电解液组分,使得电池在1.7 V左右出现第二个放电平台,并通过分析电解液Raman光谱,得出新的放电平台产生主要是因为Li+（DMSO）（DOL）3这种溶剂化锂离子结构能够共嵌入氟化碳放电后产生的碳层中。通过优化电解液,在1.5 M Li BF4 DMSO/DOL（1:9 by vol.）电解液中,0.1C放电倍率下,氟化石墨烯CF1.12正极材料实现了比容量1483 mAh g-1和能量密度3011 Wh kg-1的优异性能。
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