中國儲能網訊:鋰電池作為主要的化學儲能電源,因具有自放電率極低,放電電壓平緩等獨特的優(yōu)點得到廣泛的應用。在所有的鋰電池正極材料中,氟化碳具有最高的質量比容量,因此以氟化碳為正極材料的鋰-氟化碳(Li-CFx)電池具有比能量大、使用溫度范圍寬和工作電壓平穩(wěn)等獨特的優(yōu)點,但是傳統氟化碳中C-F鍵以共價鍵形式存在,導致其導電率極低,離子傳輸能力差,無法應用于高倍率儲能電池的開發(fā)。
近日,天津大學材料學院封偉教授所帶領的團隊,通過水熱剝離法制備了含有C-F半離子鍵的單層氟化石墨烯,并以其作為正極材料制作了高比能量鋰原電池。結果顯示,相比于商業(yè)化的氟化石墨,以氟化石墨烯為正極的鋰電池比能量提高了近30%,達到1960 Wh kg-1;同時還能夠在3C的倍率下穩(wěn)定放電,其比功率特性提高一個數量級,顯著改善了其電化學特性。相關研究成果作為封底文章發(fā)表于《Nanoscale》期刊(2014,6, 2634-2641)。
該研究小組從2009年開始就在國家973和國家自然科學基金的支持下開始研究氟化碳納米材料,實驗室已經成功研制出用于鋰電池的氟化碳納米管、氟化碳納米纖維、氟化碳微球等材料。相關成果發(fā)表在《Journal of Power Sources》及《Electrochimica Acta》等期刊上。此次研發(fā)出的氟化石墨烯顯著提高了鋰電池的比能量和比功率,為新型電源電極材料的發(fā)展奠定了技術基礎。