[发明专利]一种化学还原法改性氟化碳正极材料的方法

说明书

技术领域

本发明是属于锂电池材料技术领域，尤其是一种化学还原法改性氟化碳正极材料的制备方法

技术背景：

锂一次电池具有许多优异的性能和特点，包括高电压、高比能量、工作温度范围宽广、长存储寿命等。目前常用的锂一次电池主要包括锂二氧化锰电池、锂亚硫酰氯电池、锂/氟化碳电池以及锂二氧化硫电池。其中锂氟化碳是理论比能量最高的体系，约为2180Wh·kg^-1，且由于其正极材料氟化碳化学和物理性质稳定，使得电池具有长的贮存寿命和好的高温性能。因此，作为锂氟化碳电池重要组成部分的固体氟化碳材料的制备及改性成为人们关注的热点。

氟化碳是氟与碳在高温下直接反应而生成的化台物。当氟化碳作为电池正极材料时，其较低的电子电导率在电池放电时，会导致电池极化增大，引起电池内阻增加，影响电池放电性能，严重制约着锂/氟化碳电池的使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种化学还原法改性的氟化碳正极材料的制备方法，该改性氟化碳材料电导率大，可有效改善锂氟化碳电池放电初期电压滞后现象及倍率放电性能。

本发明为解决现有技术中存在的不足所采取的方案是：

一种化学还原法改性氟化碳正极材料的方法，包括以下制备步骤：（1）选取原材料：包括氟化碳，化学还原剂，溶剂；（2）改性氟化碳正极材料制备：将氟化碳，化学还原剂及溶剂进行混合后，在加热搅拌条件下对材料进行化学还原处理，降温过滤后得到改性氟化碳正极材料。

所述的氟化碳为氟化石墨、氟化碳纳米管或氟化石墨烯材料中的一种，或一种以上混合，其氟碳比为0.9～1.0。

所述的化学还原剂为硼氢化钠、水合肼、乙二胺、抗坏血酸、甲醇、乙二醇中的一种或一种以上混合。

所述的溶剂为去离子水、无水乙醇中的一种或两种。

所述的氟化碳、化学还原剂及无水乙醇质量比为：1: 0.3: 1～1:5:5。

所述的反应温度为20℃～60℃。

所述的反应时间为1h～8h。

所述的搅拌速率为100r/min～2000 r/min。

本发明的有益效果：利用化学还原法处理氟化碳，提高材料的电子电导率，使锂氟化碳电池在放电时，内阻降低，极化现象减少，改善锂氟化碳电池放电初期电压滞后现象及倍率放电性能。因此，本发明能够提供一种大电流放电能力强的一次电池，具有很大的工业和商业价值。

附图说明

图1为本发明与未经处理的氟化碳材料制备的电池0.1C放电曲线性能比较图；

图2为本发明与未经处理的氟化碳材料制备的电池1C放电曲线性能比较图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，下面结合具体实施例，并配合附图1～2详细说明。

一种改性氟化碳正极材料的制备方法，包括以下制备步骤：

（1）选取原材料：包括氟化碳，化学还原剂，溶剂；

（2）改性氟化碳正极材料制备：按照一定比例将氟化碳，化学还原剂，溶剂进行混合后，在加热搅拌条件下对材料进行化学还原处理一定时间，降温过滤后所得材料为本发明中的改性氟化碳正极材料。

实施例1

将质量比为:1:1:2的氟化石墨、化学还原剂及溶剂进行化学还原处理，反应温度为25℃，反应时间为4h，处理结束后过滤即为本发明制备的改性氟化碳材料。选取本发明制备的氟化碳材料与导电剂粘结在铝集流体上涂覆制成正极。氟化碳材料的含量88%。导电剂的种类可以为导电碳黑、碳纳米管，导电剂的总含量为5%。粘结剂的种类为丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠，含量为7%，将正极片与金属锂片配对组装成锂氟化碳电池。

实施例2

将质量比为:1:1.2:3的氟化石墨，化学还原剂及溶剂进行化学还原处理，反应温度为25℃，反应时间为4h，处理结束后过滤即为本发明制备的改性氟化碳材料。选取本发明制备的氟化碳材料与导电剂粘结在铝集流体上涂覆制成正极。氟化碳材料的含量88%。导电剂的种类可以为导电碳黑、碳纳米管，导电剂的总含量为5%。粘结剂的种类为丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠，含量为7%，将正极片与金属锂片配对组装成锂氟化碳电池。

实施例3