用于鋰電池電極的納米CoF3材料制備

在現(xiàn)有能源儲(chǔ)存裝置中，鋰電池與鉛酸電池和鎳氫電池相比，具有單體電壓、重量比容量和體積比容量高，且使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因而其被廣泛應(yīng)用在電子產(chǎn)品及電動(dòng)汽車上。而現(xiàn)有鋰電池的容量已經(jīng)接近理論容量，可提升空間較小，滿足不了對(duì)鋰電池性能和容量的需求不斷升高。因此，開發(fā)新材料成為鋰電池性能和容量需求的主要方法，其中陰極材料的容量是制約鋰電池容量的主要因素，開發(fā)新型鋰電池陰極材料變得越來(lái)越重要。

金屬氟化物尤其是氟化鈷（CoF3）具有較高的理論比容量、較低的價(jià)格和較廣泛的來(lái)源，適合作為鋰電池陰極材料。但是，鈷離子和氟離子間有較強(qiáng)的離子鍵特性，使CoF3陰極在鋰電池充放電循環(huán)過(guò)程中逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子晶體狀態(tài)，造成導(dǎo)電性能下降，而采用具有納米結(jié)構(gòu)的納米CoF3能夠解決該問(wèn)題。為了降低納米CoF3的制備成本，引入了一種新型制備方法。制備時(shí)，采用不同溫度下（最高300℃）氟氣直接氟化納米鈷顆粒生成納米CoF3粉末實(shí)現(xiàn)。

為確定氟化納米鈷顆粒的最佳溫度，對(duì)不同溫度氟化試驗(yàn)生成的納米CoF3進(jìn)行掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）和X射線光電子能譜（XPS）檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氟化溫度為100℃時(shí)，能夠直接生成納米CoF3粉末，且粒子直徑較小（約為11nm）。

在納米CoF3制備過(guò)程中，納米鈷顆?？刹捎煤?jiǎn)單的水熱法直接生成。因而，完整的納米CoF3制備過(guò)程具有較高的安全性，適合于大批量的商業(yè)化制備。

刊名：JournalofFluorine Chemistry（英）

刊期：2016年第196期

作者：H.Groult

編譯：李臣