锂氟化碳电池膨胀力研究及仿真分析验证

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作者 周威 巴金玉 +1 位作者 王少伟 苏晓倩 《电源技术》 北大核心 2025年第8期1759-1764,共6页

针对锂氟化碳软包装电池成组放电时在厚度方向膨胀所带来的壳体结构强度设计难题,以22 Ah锂氟化碳软包电池为研究对象,通过压力传感器测试了不同数量的软包电池在放电过程中厚度方向的膨胀力变化,通过公式推导建立了不同电池数量和对器... 针对锂氟化碳软包装电池成组放电时在厚度方向膨胀所带来的壳体结构强度设计难题,以22 Ah锂氟化碳软包电池为研究对象,通过压力传感器测试了不同数量的软包电池在放电过程中厚度方向的膨胀力变化,通过公式推导建立了不同电池数量和对器壁膨胀压力的数学模型,以该模型为依据对16并电池单元外壳进行了设计并采用ANSYS Workbench软件对其受力情况进行了仿真分析。结果表明仿真结果与实际放电后的壳体膨胀形变结果基本一致,验证了该方法的准确性。该方法的建立,为电池单元外壳结构安全裕度设计提供了重要支撑。 展开更多

关键词 锂氟化碳电池 膨胀力 结构安全

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FEC与VC在锂离子电池石墨负极界面行为研究

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作者 赵岩 刘浩 +3 位作者 易宗琳 李莉 谢莉婧 苏方远 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第9期3249-3258,共10页

在锂离子电池中,电解液添加剂如氟代碳酸乙烯酯(FEC)和碳酸亚乙烯酯(VC)被广泛用于改善电极/电解液界面的稳定性,但是其对石墨电极表面的作用机制仍不清晰。本工作系统研究了FEC和VC在锂离子电池石墨电极上的界面行为。通过循环伏安法... 在锂离子电池中,电解液添加剂如氟代碳酸乙烯酯(FEC)和碳酸亚乙烯酯(VC)被广泛用于改善电极/电解液界面的稳定性,但是其对石墨电极表面的作用机制仍不清晰。本工作系统研究了FEC和VC在锂离子电池石墨电极上的界面行为。通过循环伏安法、电化学阻抗谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线光电子能谱等多种表征手段,揭示了FEC和VC在石墨电极表面的差异化作用机制。电化学阻抗结果显示Li|Gr电池中FEC形成固体电解质界面(SEI)前后的总阻抗小于VC,Li|Ref|Gr电池中FEC形成SEI前后的总阻抗大于VC。通过电化学阻抗谱-弛豫时间分布(EIS-DRT)方法,进一步对界面阻抗进行剖析,确定了FEC和VC在Li|Gr电池中的SEI阻抗、SEI-Gr界面电荷交换阻抗、SEI-电解液界面电荷交换阻抗的特征弛豫时间范围,FEC与VC各部分的弛豫时间基本一致,SEI阻抗、SEI-Gr界面电荷交换阻抗、SEI-电解液界面电荷交换阻抗弛豫时间分别为5E-5 s、3E-4 s、5E-3 s。研究结果表明,VC在0.77 V还原形成富含有机物的SEI,可显著降低石墨界面的阻抗,但其与锂金属的相容性较差,导致电池总阻抗增加。而FEC在1 V电压下还原,在石墨表面形成富含LiF的SEI,虽然使得石墨界面阻抗增加,但是显著优化了锂金属对电极的稳定性。FEC对石墨界面的劣化影响小于对锂金属的稳定优势,使得电池总阻抗最小。本研究为锂离子电池电解液的优化设计提供了重要的实验技术和理论指导。 展开更多

关键词 锂离子电池 电极/电解液界面 氟代碳酸乙烯酯 碳酸亚乙烯酯

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氟化科琴黑/石墨烯复合材料及电化学性能研究

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作者 张亮 周雄 +2 位作者 滕久康 杨文静 黎学明 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第5期1841-1849,共9页

锂氟化碳(Li/CFx)电池在目前已知锂原电池中具有最高的比能量,然而这种电池在放电过程中存在电压平台较低、实际比能量低、倍率性能较差等问题。本文以科琴黑作为碳源,采用固相直接氟化法制备氟化科琴黑(fluorinated Keqin black,FKB),... 锂氟化碳(Li/CFx)电池在目前已知锂原电池中具有最高的比能量,然而这种电池在放电过程中存在电压平台较低、实际比能量低、倍率性能较差等问题。本文以科琴黑作为碳源,采用固相直接氟化法制备氟化科琴黑(fluorinated Keqin black,FKB),通过溶液-热还原法制备氟化科琴黑/石墨烯复合材料(FKB/RGO),提高了材料的导电性,增大了电极材料与电解液的活性接触面积,缩短了锂离子的扩散路径,实现了FKB/RGO在0.1 C倍率下放电比容量为858.4 mAh/g,10 C放电容量达到550.6 mAh/g,表现出优异的能量密度和倍率性能。本研究有助于推动FKB/RGO材料在锂氟化碳电池中的工程化应用。 展开更多

关键词 氟化科琴黑 石墨烯 能量密度 锂氟化碳电池

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PC基电解液对Li/CrO_(x)一次电池高倍率性能的影响 被引量：2

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作者 杨睿 李惠 +5 位作者 孟庆飞 李文杰 吴际良 方永进 黄驰 曹余良 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第9期62-68,共7页

Li/CrO_(x)电池具有高能量密度和优异的倍率性能,成为高性能一次锂电池的研究热点。而基于发展具有宽温域和高介电常数的碳酸丙烯酯(PC)电解液体系,对于开发功率高和环境耐受性强的锂一次电池具有重要的应用价值。在本工作中,我们研究了... Li/CrO_(x)电池具有高能量密度和优异的倍率性能,成为高性能一次锂电池的研究热点。而基于发展具有宽温域和高介电常数的碳酸丙烯酯(PC)电解液体系,对于开发功率高和环境耐受性强的锂一次电池具有重要的应用价值。在本工作中,我们研究了CrO_(x)在PC基电解液中的放电行为,筛选了适配于大电流放电的电解液体系:1 mol·L^(-1)LiTFSI PC:DOL(1,3-二氧环戊烷)=1:2;并揭示了在PC基电解液中影响CrO_(x)大电流放电的规律:Li^(+)溶剂化鞘层中溶剂分子配位数以及参与配位的粒子类型,会极大地影响Li/CrO_(x)电池体系的倍率放电性能。低的配位数以及阴离子参与的溶剂化鞘层结构更加适配Li/CrO_(x)电池体系,能够实现大电流放电。这些规律的认识对于推动PC基电解液应用于大倍率Li/CrO_(x)电池体系具有重要指导意义。 展开更多

关键词 铬氧化物 电解液 溶剂化结构 碳酸丙烯酯 锂一次电池

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新型CF_(x)锂原电池自放电率的比较研究及其应用建议

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作者 杨微 李治国 +8 位作者 赖彩婷 赵瑞瑞 李瑀 周盈科 黄依玲 朱立才 封伟 王文龙 袁中直 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3742-3753,共12页

新型高比能氟化碳(CF_(x))材料不断涌现,使Li/CF_(x)原电池的比能量/比功率特性持续提升,特别是功率型Li/CF_(x)电池已开始用于小型商业化动力系统中,可能成为比能量最高的动力型锂原电池。但不同类型CF_(x)材料制备的Li/CF_(x)锂原电... 新型高比能氟化碳(CF_(x))材料不断涌现,使Li/CF_(x)原电池的比能量/比功率特性持续提升,特别是功率型Li/CF_(x)电池已开始用于小型商业化动力系统中,可能成为比能量最高的动力型锂原电池。但不同类型CF_(x)材料制备的Li/CF_(x)锂原电池的自放电情况尚缺乏比较研究。本文选择4种典型的新型CF_(x)材料,根据其应用目标分为能量型和功率型材料,其中2种能量型CFx的F/C比接近1,具有更稳定而饱和的C—F化学键,而2种功率型CF_(x)材料F/C比略低,离子型C—F键更多,具有更好的导电性和更好的倍率性能。通过工业化设备工艺制备成的BR18650型Li/CF_(x)原电池经55℃高温储存后,无论是否放电过,能量型电池的自放电率几乎为0,具有长寿命货架储存特性;而功率型电池55℃储存后,放电深度(DOD)越高的电池的内阻越大、自放电率也越大,锂原电池常用的预放电处理工艺会导致功率型电池的自放电率上升,意味着功率型电池一旦预放电激活后就应立即投入使用。功率型电池间歇式使用会导致其自放电率增大和内阻增加,原因可能是松散LiF保护膜的破坏造成新鲜CF_(x)界面暴露于电解液中继续反应,但能量型CF_(x)材料因其具有更多稳定的饱和C—F共价键而影响较小。 展开更多

关键词 锂/氟化碳电池 原电池 自放电率

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多孔氮氟共掺杂碳气凝胶的制备及其在锂硫电池中的应用

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作者 徐伟君 胡金龙 +2 位作者 余德馨 傅儒生 张灵志 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第3期294-302,共9页

锂硫电池以其超高的理论能量密度,已成为最具发展潜力的新一代电化学储能技术,但硫正极存在电导率低、体积膨胀、多硫化物穿梭效应等技术瓶颈问题,制约了其实际应用。通过甲醛和3-氨丙基三乙氧基硅烷的醛胺缩合和溶胶-凝胶化反应合成了... 锂硫电池以其超高的理论能量密度,已成为最具发展潜力的新一代电化学储能技术,但硫正极存在电导率低、体积膨胀、多硫化物穿梭效应等技术瓶颈问题,制约了其实际应用。通过甲醛和3-氨丙基三乙氧基硅烷的醛胺缩合和溶胶-凝胶化反应合成了席夫碱二氧化硅凝胶,经与聚四氟乙烯乳液冷冻干燥、热处理同步刻蚀二氧化硅以及碳化制备了多孔氮氟共掺杂碳气凝胶(NF-CA)。以NF-CA为载体制备的NF-CA/S正极材料表现出优异的循环性能和倍率性能,0.2 C循环初始放电比容量高达1322 mA∙h/g,1 C循环200圈可逆比容量可保持564 mA∙h/g,2C倍率下可逆比容量高达598mA∙h/g。 展开更多

关键词 锂硫电池 氮氟共掺杂 碳气凝胶 NF-CA/S 正极材料

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锂氟电池用高倍率氟化多壁碳纳米管正极材料 被引量：1

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作者 陈珑 孙晓刚 +1 位作者 邱治文 蔡满园 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期324-332,共9页

研究了相同氟碳比的氟化石墨(F-graphtie)和氟化多壁碳纳米管(F-MWCNTs)的电化学性能。高纯石墨化多壁碳纳米管经氟化处理后,获得一种核壳结构的F-WMCNTs(氟碳原子比C/F=1∶1)。经TEM、XRD、XPS表征表明,F-WMCNTs外层被氟化,形成氟化碳... 研究了相同氟碳比的氟化石墨(F-graphtie)和氟化多壁碳纳米管(F-MWCNTs)的电化学性能。高纯石墨化多壁碳纳米管经氟化处理后,获得一种核壳结构的F-WMCNTs(氟碳原子比C/F=1∶1)。经TEM、XRD、XPS表征表明,F-WMCNTs外层被氟化,形成氟化碳结构,而内层依然保持原有的石墨结构。以此F-WMCNTs作正极活性材料组装成锂氟(Li/CF_x)一次电池。经电化学测试表明,在相同的放电倍率下,对比F-graphite电极(C/F=1∶1),F-WMCNTs电极能够有效提高Li/CF_x一次电池的放电容量和电压平台。大倍率(≥1 C)放电时,尤其明显。当放电倍率为0.05 C时,F-WMCNTs极和F-graphite电极比容量分别为822 m Ah/g和786.1 m Ah/g,F-WMCNTs电极放电容量比F-graphite电极提高4.5%。当放电倍率为2 C时,F-WMCNTs电极和F-graphite电极分别达到375.4 m Ah/g和283.7 m Ah/g,F-WMCNTs电极的放电比容量比F-graphite电极提高了32.2%。F-WMCNTs电极显示出优异的倍率性能。 展开更多

关键词 多壁碳纳米管 石墨化 氟化多壁碳纳米管 锂氟一次电池

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锂离子电池用LiPF_6/PC+FEC电解液的低温性能 被引量：1

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作者 洪树 李劼 +4 位作者 宋文锋 赖延清 洪波 许日勤 谷秀娟 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期717-723,共7页

研究氟代碳酸乙烯酯(fluoroethylene carbonate,FEC)添加剂对锂离子电池用碳酸丙烯酯(PC)基电解液低温放电性能和常温循环性能的影响,并通过电化学阻抗谱(EIS)、X线光电子能谱(XPS)以及气质联用谱(GC-MS)等对FEC在PC基电解液中的作用机... 研究氟代碳酸乙烯酯(fluoroethylene carbonate,FEC)添加剂对锂离子电池用碳酸丙烯酯(PC)基电解液低温放电性能和常温循环性能的影响,并通过电化学阻抗谱(EIS)、X线光电子能谱(XPS)以及气质联用谱(GC-MS)等对FEC在PC基电解液中的作用机理进行探讨。研究结果表明:往PC电解液中添加质量分数为5%的FEC可以在石墨电极表面形成完整且致密的SEI膜,从而有效阻止PC在负极石墨的共嵌入;电池在低温-20℃及-40℃下0.5C放电容量分别可达到室温容量的98%及87%;FEC形成的SEI膜有效降低了锂离子电池的低温电荷转移阻抗,是提高电池低温性能的主要因素之一;FEC在正极钴酸锂材料表面形成了导电性能优异的SEI膜层,改善了锂离子电池的低温性能和常温循环性能。 展开更多

关键词 锂离子电池 碳酸丙烯酯(PC) 氟代碳酸乙烯酯(FEC) 低温性能 SEI膜

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氟化多壁碳纳米管作正极对锂/氟电池性能的影响 被引量：1

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作者 李旭 孙晓刚 +4 位作者 蔡满园 王杰 陈玮 陈珑 邱治文 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期22-27,共6页

通过对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行氟化改性,获得氟碳原子比分别为0.28(CF0.28),0.56(CF0.56),0.78(CF0.78)的氟化多壁碳纳米管。将氟化多壁碳纳米管作正极活性物质涂覆于铝箔,金属锂片为对极,组装成锂/氟化多壁碳纳米管(Li/CFx)一次纽扣... 通过对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行氟化改性,获得氟碳原子比分别为0.28(CF0.28),0.56(CF0.56),0.78(CF0.78)的氟化多壁碳纳米管。将氟化多壁碳纳米管作正极活性物质涂覆于铝箔,金属锂片为对极,组装成锂/氟化多壁碳纳米管(Li/CFx)一次纽扣电池。采用热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)进行结构和性能表征,通过恒流放电检测电池的电化学性能。结果表明:活性物质为CF0.78的正极电极的电化学性能最佳,在电流密度为39mA/g时放电比容量达724mAh/g,同时出现了稳定的放电平台。在0.05C放电倍率时,3种电极的活性物质利用率分别达到73.4%,89.6%,92.9%。相比0.05C,2C放电倍率下的放电比容量衰减率分别为68.8%,34.1%,39.6%,表明提高氟化程度,能够降低放电比容量衰减率,虽CF0.78相对CF0.56的放电化容量衰减率有所上升,但在相同放电倍率时,其放电曲线稳定性是最好的。 展开更多

关键词 多壁碳纳米管 氟化多壁碳纳米管 锂/氟一次电池

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利用碳纳米管增强Li/CF_x一次电池的性能

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作者 陈珑 孙晓刚 +5 位作者 邱治文 蔡满园 刘珍红 王杰 陈玮 李旭 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第A01期6-10,共5页

以碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes)为导电添加剂,对锂/氟化石墨(Li/CFx)一次电池正极活性材料氟化石墨进行改性。采用TGA、Raman、SEM、TEM对氟化石墨和碳纳米管进行表征分析。采用恒流放电和电化学阻抗频谱对电池进行检测。... 以碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes)为导电添加剂,对锂/氟化石墨(Li/CFx)一次电池正极活性材料氟化石墨进行改性。采用TGA、Raman、SEM、TEM对氟化石墨和碳纳米管进行表征分析。采用恒流放电和电化学阻抗频谱对电池进行检测。结果表明,添加碳纳米管能够有效改善电池的综合性能。碳纳米管添加量为5%(质量分数),在1C放电倍率时,电池的放电比容量达到900mAh/g,并具有2.2V放电电压平台,对比超级炭黑导电剂598.5mAh/g的放电比容量和2V的放电平台,电池放电比容量和电压平台分别提高50.2%和10%,电池的倍率性明显改善。电化学阻抗频谱也显示,添加碳纳米管能有效减小电池的内阻,改善放电性能。 展开更多

关键词 碳纳米管 氟化石墨 锂/氟化石墨电池 石墨化

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碳化氟化石墨/碳纳米管/纤维素复合纸作为正极的高容量锂氟一次电池

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作者 陈玮 聂艳艳 +2 位作者 孙晓刚 李旭 王杰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第14期2293-2298,共6页

利用多壁碳纳米管(MWCNTs)、纤维素(Cellulose fibers)和活性物质氟化石墨(CF1)复合制备成柔性纸,经碳化后,以此碳化CF1-MWCNTs-Cel复合纸作正极组装成锂氟一次电池。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TGA)、... 利用多壁碳纳米管(MWCNTs)、纤维素(Cellulose fibers)和活性物质氟化石墨(CF1)复合制备成柔性纸,经碳化后,以此碳化CF1-MWCNTs-Cel复合纸作正极组装成锂氟一次电池。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TGA)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)进行结构和性能表征,通过恒流放电和电化学阻抗(EIS)测试电池的电化学性能。结果表明,在相同的放电倍率下,碳化CF1-MWCNTs-Cel复合纸能有效提高Li/CFx一次电池的放电容量和平台稳定性。在放电倍率为2C,碳化CF1-MWCNTs-Cel复合纸和CF1-Al电极作正极时,电池的放电比容量分别为440.4 mAh/g和321 mAh/g,相对于后者,前者对放电比容量的提升高达37%。碳化CF1-MWCNTs-Cel复合纸作电极展现出优异的电化学性能。 展开更多

关键词 多壁碳纳米管 氟化石墨 纤维素 碳化 锂/氟一次电池

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添加氟化碳的二氧化锰正极制备工艺 被引量：6

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作者 陈笛 王兴贺 +1 位作者 孟宪玲 陈雪梅 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期973-975,共3页

研究了在二氧化锰中添加氟化碳以提高电池比能量的工艺。通过X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱测试(FTIR)对所使用的氟化碳结构进行表征,使用扫描电子显微镜(SEM)对使用原材料的形貌进行表征,采用恒流放电方法研究了不同的正极制备工艺... 研究了在二氧化锰中添加氟化碳以提高电池比能量的工艺。通过X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱测试(FTIR)对所使用的氟化碳结构进行表征,使用扫描电子显微镜(SEM)对使用原材料的形貌进行表征,采用恒流放电方法研究了不同的正极制备工艺所得样品的电化学性能。结果表明,通过添加氟化碳,正极活性物质的比容量从220mAh/g提高到了284 mAh/g,比容量提高了29%,而且实验表明三种工艺差别较大,其相应正极板比容量最多提高了13%。 展开更多

关键词 锂一次电池 氟化碳 制备工艺 比容量

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氟化碳掺杂铬氧化物电池性能研究 被引量：4

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作者 邓朝文 刁玉琦 张海昌 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第5期572-574,581,共4页

将氟化碳材料掺杂到铬氧化物材料中制备成复合极片,以此极片为正极,锂金属为负极组装成锂铬氧化物电池,研究氟化碳对电池性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)观察粉体材料的形貌,采用X射线衍射光谱(XRD)测试粉体材料的结构;采用电化学... 将氟化碳材料掺杂到铬氧化物材料中制备成复合极片,以此极片为正极,锂金属为负极组装成锂铬氧化物电池,研究氟化碳对电池性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)观察粉体材料的形貌,采用X射线衍射光谱(XRD)测试粉体材料的结构;采用电化学工作站进行交流阻抗谱测试;采用蓝电测试平台测试氟化碳掺杂铬氧化物扣式电池和软包电池的放电特性,结果表明:两种物质混合后未发生化学反应,不影响铬基金属氧化物的放电特性;两种物质分别在各自的电压平台下工作;混合物的放电容量等于两个单物质放电容量的总和;氟化物与氧化物混合使用提升了电池的比能量。 展开更多

关键词 氟化碳掺杂 锂-铬氧化物电池 放电性能

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Li/CF_(x)一次电池研究进展 被引量：1

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作者 汤才 蒋江民 +3 位作者 王新峰 刘广发 崔艳华 庄全超 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1093-1109,共17页

锂/氟化碳(Li/CF_(x))一次电池是目前能量密度最高的化学电源,具有输出电压稳定、安全性好、使用温度范围宽和自放电率低等特点,在军事(单兵作战系统)、医疗(心脏起搏器)、太空探索(空间站)等关键领域具有无可替代的重要性。然而,氟化... 锂/氟化碳(Li/CF_(x))一次电池是目前能量密度最高的化学电源,具有输出电压稳定、安全性好、使用温度范围宽和自放电率低等特点,在军事(单兵作战系统)、医疗(心脏起搏器)、太空探索(空间站)等关键领域具有无可替代的重要性。然而,氟化碳材料的电子导电性较差,很大程度地影响了电化学反应的电极过程动力学,导致Li/CF_(x)一次电池存在高倍率放电性能差、初始放电电压延迟严重、放电过程中发热量大等问题。本文通过对近期相关文献的探讨,首先综述了Li/CF_(x)一次电池在放电机理方面的研究进展,包括两相放电反应机理模型、生成石墨层间化合物中间相的放电反应机理模型、“核-壳”模型反应机理和边缘传播放电反应机理以及最近刚被提出的三步放电反应机理等。其次,重点分析了Li/CF_(x)一次电池面临问题的解决方法,包括氟化碳材料前驱体的选择、氟化方法的改进、复合材料的构建以及电解液的改性和优化方法。其中,氟化碳纳米管、氟化富勒烯、氟化石墨烯等新型氟化碳基材料的应用为氟化碳的发展提供了新的前景。在复合材料的构建策略上,导电聚合物、金属纳米颗粒、氧化物的加入可显著降低电压延迟时间和提升倍率性能。在电解液的调控策略上,氟离子结合剂的引入和氟化锂晶体生长动力学的计算,对于溶解氟化锂和控制氟化锂的生长具有重要作用,有望实现兼具高能量密度和高功率密度的宽温域Li/CF_(x)一次电池。 展开更多

关键词 锂/氟化碳(Li/CF_(x))一次电池 氟化碳 反应机理 复合材料 电解液

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利用不饱和有机物添加剂提高锂原电池高温存贮性能 被引量：1

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作者 张震 许曼佳 +1 位作者 马晨翔 王莹澈 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期30-33,40,共5页

针对锂原电池高温存贮后放电性能衰退的问题,提出利用不饱和有机物添加剂提高锂原电池高温存贮性能的方法。该方法通过加入具有成膜能力的不饱和有机物,在电极/电解液界面形成稳定致密的界面膜,阻止电解液在高温条件下与电极发生副反应... 针对锂原电池高温存贮后放电性能衰退的问题,提出利用不饱和有机物添加剂提高锂原电池高温存贮性能的方法。该方法通过加入具有成膜能力的不饱和有机物,在电极/电解液界面形成稳定致密的界面膜,阻止电解液在高温条件下与电极发生副反应,从而提高了锂原电池的高温存储性能。实验结果表明,不饱和有机物碳酸亚乙烯酯对电池副反应具有明显的抑制作用,使其可以通过71℃高温存贮28天的特性考核试验。 展开更多

关键词 锂原电池 电解液 不饱和有机物 高温存贮 碳酸亚乙烯酯

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圆柱形锂/氟化碳电池的安全性能 被引量：2

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作者 曾子元 张红梅 +1 位作者 王庆杰 石斌 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期129-132,共4页

研制以改进的氟化石墨为正极、锂为负极的6.0Ah圆柱形锂/氟化碳(Li/CFx)电池。通过过放、短路、针刺和挤压等安全实验,对Li/CFx电池进行安全性能测试。电池以0.20C倍率过放至-2.00V,没有鼓账、漏液、爆炸和起火,表面的最大温升不超过78... 研制以改进的氟化石墨为正极、锂为负极的6.0Ah圆柱形锂/氟化碳(Li/CFx)电池。通过过放、短路、针刺和挤压等安全实验,对Li/CFx电池进行安全性能测试。电池以0.20C倍率过放至-2.00V,没有鼓账、漏液、爆炸和起火,表面的最大温升不超过78℃;电池经短路实验,没有出现鼓账、漏液、爆炸和起火,表面的最大温升不超过95℃;电池经过针刺和挤压后,没有爆炸、起火,表面的最大温升不超过92℃. 展开更多

关键词 锂氟化碳(Li/CFx)电池 安全性能 安全实验

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高容量铬氧化物复合材料的制备及性能 被引量：3

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作者 滕久康 张亮 +1 位作者 张红梅 王庆杰 《电池》 CAS 北大核心 2022年第5期564-568,共5页

铬氧化物(Cr_(8)O_(21))用作锂一次电池正极材料时,倍率性能较差,可用高容量的氟化碳(CF_(x))和高导电性的石墨烯进行改性。将前驱体CrO_(3)、CF_(x)和石墨烯球磨混合,在270℃下热处理48 h,利用CrO_(3)的热解特性制得Cr_(8)O_(21)/CF_(x... 铬氧化物(Cr_(8)O_(21))用作锂一次电池正极材料时,倍率性能较差,可用高容量的氟化碳(CF_(x))和高导电性的石墨烯进行改性。将前驱体CrO_(3)、CF_(x)和石墨烯球磨混合,在270℃下热处理48 h,利用CrO_(3)的热解特性制得Cr_(8)O_(21)/CF_(x)/C复合材料。CrO_(3)、CF_(x)和石墨烯质量比为80∶15∶5时制得的复合材料性能较好,以0.05 mA/cm2在2.0~3.8 V放电,比容量为415.19 mAh/g,比Cr_(8)O_(21)材料的348.37 mAh/g提升了66.82 mAh/g。该复合材料制备的软包装电池,0.1 C放电比容量达390.40 mAh/g,比能量达402 W·h/kg,而Li/Cr_(8)O_(21)制备的软包装电池分别仅有312.20 mAh/g、320 W·h/kg。 展开更多

关键词 铬氧化物 复合正极 氟化碳(CF_(x)) 高导电性 锂一次电池

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基于工业化碳材料的锂氟化碳电池正极材料制备及性能

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作者 侯小鹏 曾浩 +4 位作者 杜邵文 李娜 朱怡雯 傅小珂 李秀涛 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期107-114,共8页

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... 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(CF_(2)和CF_(3))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。 展开更多

关键词 锂氟化碳电池 石墨烯 电化学 构效关系 正极材料

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掺杂锰氧化物的聚乙烯醇基碳包覆复合材料的制备及界面改良优化机制

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作者 王雪琪 喻嘉 施思齐 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期973-990,共18页

采用掺杂锰氧化物MnO_(x)的聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)基碳包覆(CF_(0.79)@C-MnO_(x))对氟化碳(CF_(0.79))进行改性.为提升锂氟化碳电池倍率性能,进一步探讨碳化温度、氧化温度和包覆层厚度对制备的CF_(0.79)@C-MnO_(x)复合材料... 采用掺杂锰氧化物MnO_(x)的聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)基碳包覆(CF_(0.79)@C-MnO_(x))对氟化碳(CF_(0.79))进行改性.为提升锂氟化碳电池倍率性能,进一步探讨碳化温度、氧化温度和包覆层厚度对制备的CF_(0.79)@C-MnO_(x)复合材料电化学性能的影响,以此优化氟化碳包覆层获得界面改良最佳优化机制.实验结果表明.优化碳化温度,可得到导电性最好的碳层;优化氧化温度,可得到结晶性好的锰氧化物;优化PVA和Mn(NO_(3))_(2)浓度来调控包覆层厚度,可进一步改善氟化碳的界面,促进锂离子扩散到氟化碳电极上.微观形貌表征及电化学性能分析均表明,CF_(0.79)@C-MnO_(x)-350℃氩气-400℃氧气-0.25 mol/L Mn(NO_(3))_(2)-0.25 mol/L PVA具有最佳的性能,在高的放电倍率下,无论在倍率性能还是电压平台,都优于原始氟化碳和其他掺杂MnO_(x)的PVA碳包覆复合材料. 展开更多

关键词 氟化碳基锂电池 锰氧化物 聚乙烯醇基 碳化温度 氧化温度 包覆层厚度

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新型复合氟化碳正极材料的制备及其电化学性能研究

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作者 林锦芳 李琦旸 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期567-572,共6页

锂/氟化碳电池具有高达2180 Wh·kg^(-1)的理论能量密度,但因氟化碳正极材料导电性差、振实密度低,导致该材料在电池应用中存在容量发挥率低的问题。前期研究表明,氟化碳材料颗粒尺寸、比表面积及氟化度等理化性质对其电子导电性和... 锂/氟化碳电池具有高达2180 Wh·kg^(-1)的理论能量密度,但因氟化碳正极材料导电性差、振实密度低,导致该材料在电池应用中存在容量发挥率低的问题。前期研究表明,氟化碳材料颗粒尺寸、比表面积及氟化度等理化性质对其电子导电性和容量发挥率有显著影响。在研究了分级氟化碳材料微观形貌、比表面积及粒径的基础上,使用物理研磨分散方法制备了新型复合分级氟化碳正极材料。通过调控分级氟化碳材料的质量比例,研究了复合氟化碳正极材料的形貌、极片结构及电化学作用机理,并进一步对比了以复合氟化碳材料为正极材料的电池的阻抗及电化学性能。研究结果表明,采用复合分级氟化碳材料减少了极片的孔隙率,增加了颗粒之间的接触紧密度,有效降低了电池的电荷转移电阻,相比于采用单一氟化碳CF01为正极材料的电池,采用复合分级氟化碳CF73为正极材料的电池的电阻下降了62%,比能量提升了4.1%。 展开更多

关键词 锂/氟化碳电池 正极材料 复合分级氟化碳 作用机理 电化学性能

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