一种氟化碳材料及其制备方法和应用技术

技术编号:41449140 阅读:15 留言:0更新日期:2024-05-28 20:38
本发明专利技术公开了一种氟化碳材料及其制备方法和应用,属于锂/氟化碳电池技术领域。本发明专利技术通过将碳材料放入固定床反应器中,抽真空后,加热到200~1000℃后,通入惰性气体,保持反应体系压力稳定后,然后通入含卤化试剂的惰性气体进行卤化反应,得到卤化碳,持续通入含氟化试剂的惰性气体,在100~1000℃下反应,所得的产物经碱液浸泡、去离子水清洗,干燥后得到氟化碳材料。本发明专利技术首先通过卤化反应使得卤素原子位于碳层之间,间距变大,有利于完成后续的氟化反应,也使得碳的各处异性降低,避免边缘碳过度氟化而导致的无效结构,制备的氟化碳比容量更高,碳材料更宽的层间距又能使电解液充分浸润,保证了电池的功率特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂/氟化碳电池,具体涉及一种氟化碳材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、一次电池具有使用寿命长、较高能量密度和工作电压,即使在锂离子电池二次电池技术广泛应用的今天,仍有广阔应用前景,特别是更高能量密度的锂/氟化碳电池更是备受关注,在航天航空、汽车、智能仪表等领域应用广泛。

2、为了获得能量密度较高的锂/氟化碳电池,人们一方面通过提升氟化碳的克容量,另一方面降低非活性物质的重量,但仍存在技术瓶颈。

3、氟化的方式主要有高温氟化和低温氟化,高温制备氟化碳过程中,碳材料与含氟气体(如f2/hf混合气体)或者其他氟源混合在300℃~650℃下发生氟化反应。然而c-c之间以sp3杂化为主,c-f共价键键能较高,导电性较差。低温下氟化过程中,主要制备氟化石墨插层化合物cfx,但是氟含量较低,导致电池比容量不高。工业上基本采用高温氟化的方法,但随着氟化度的增加,形成大量的cf2等非活性基团,并不能提供容量的同时,降低了氟化碳材料的电导率,不利于电池倍率性能的发挥。


技术实现思路>

1、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氟化碳材料的制备方法,其特征在于,主要包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的碳材料的粒径为1~100μm,优选3~30μm。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中加热温度为250~450℃;所述的含卤化试剂的惰性气体中卤化试剂的体积百分比为30~70%;所述卤化试剂为氯化试剂、溴化试剂、碘化试剂的一种或者两种以上。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中反应温度为200~400℃;所述的含氟化试剂的惰性气体中氟化试剂的体积百分比为10~30%;所述的氟化试剂为氟...

【技术特征摘要】

1.一种氟化碳材料的制备方法,其特征在于,主要包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的碳材料的粒径为1~100μm,优选3~30μm。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中加热温度为250~450℃;所述的含卤化试剂的惰性气体中卤化试剂的体积百分比为30~70%;所述卤化试剂为氯化试剂、溴化试剂、碘化试剂的一种或者两种以上。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中反应温度为200~400℃;所述的含氟化试剂的惰性气体中氟化试剂的体积百分比为10~30%;所述的氟化试剂为氟化氢、氟气、气相氟化物中...

【专利技术属性】
技术研发人员:李先锋曲超刘翠连
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所
类型:发明
国别省市:

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