用于锂电池电极的纳米CoF3材料制备

用于锂电池电极的纳米CoF3材料制备

在现有能源储存装置中，锂电池与铅酸电池和镍氢电池相比，具有单体电压、重量比容量和体积比容量高，且使用寿命长等优点，因而其被广泛应用在电子产品及电动汽车上。而现有锂电池的容量已经接近理论容量，可提升空间较小，满足不了对锂电池性能和容量的需求不断升高。因此，开发新材料成为锂电池性能和容量需求的主要方法，其中阴极材料的容量是制约锂电池容量的主要因素，开发新型锂电池阴极材料变得越来越重要。

金属氟化物尤其是氟化钴（CoF3）具有较高的理论比容量、较低的价格和较广泛的来源，适合作为锂电池阴极材料。但是，钴离子和氟离子间有较强的离子键特性，使CoF3阴极在锂电池充放电循环过程中逐渐转变为离子晶体状态，造成导电性能下降，而采用具有纳米结构的纳米CoF3能够解决该问题。为了降低纳米CoF3的制备成本，引入了一种新型制备方法。制备时，采用不同温度下（最高300℃）氟气直接氟化纳米钴颗粒生成纳米CoF3粉末实现。

为确定氟化纳米钴颗粒的最佳温度，对不同温度氟化试验生成的纳米CoF3进行扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）检测，结果发现，当氟化温度为100℃时，能够直接生成纳米CoF3粉末，且粒子直径较小（约为11nm）。

在纳米CoF3制备过程中，纳米钴颗粒可采用简单的水热法直接生成。因而，完整的纳米CoF3制备过程具有较高的安全性，适合于大批量的商业化制备。

刊名：JournalofFluorine Chemistry（英）

刊期：2016年第196期

作者：H.Groult

编译：李臣