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题名氟化铁正极材料的恒电位电解合成与电化学性能研究
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作者
蒋庆来
杨娟
唐晶晶
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机构
长沙职业技术学院
中南大学冶金与环境工程学院
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出处
《中国有色冶金》
北大核心
2025年第3期123-129,共7页
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基金
湖南省科技厅自然科学基金(“锂离子电池多层级复合氟化铁正极材料的可控合成与储锂性能研究”,2023JJ60268)。
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文摘
氟化铁(FeF_(3))材料因高电压、高容量和低成本等特点成为锂离子电池正极材料的研究热点,但其高绝缘特性严重制约了储锂性能的有效发挥,而纳米结构化可缩短锂离子扩散路径,有效提升铁基氟化物的电化学活性,但目前合成法技术依赖于复杂液相反应与高温处理,难以产业化生产。本研究采用恒电位电解在氟化氢铵(NH_(4)HF_(2))溶液中直接合成纳米氟化铁正极材料,并通过极化曲线与循环伏安技术解析金属铁在氟化氢铵溶液中的电化学氧化路径,得到以下主要结论。极化曲线与循环伏安测试结果表明,-0.58 V(Fe-2e→Fe^(2+))与0.01 V(Fe^(2+)-e→Fe^(3+))为特征氧化电位峰值;在25℃下,控制阳极电位于0.01 V恒电位电解1 h合成氟化铁材料,该材料一次颗粒呈粒状和针状,粒径小于100 nm;该合成材料在2~4.5 V电压范围内,0.1 C下首次放电比容量为220.2 mAh/g,循环100次的容量保持率为91.5%,达到碳包覆材料的同等水平。
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关键词
锂离子电池
正极材料
氟化铁
纳米结构化
恒电位电解合成
电化学性能
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Keywords
lithium-ion batteries
cathode materials
FeF3
nano-structuring
constant potential electrolytic synthesis
electrochemical properties
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分类号
TF125
[冶金工程—粉末冶金]
TM912
[电气工程—电力电子与电力传动]
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