【摘 要】
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近年来,随着化石能源等不可再生能源的枯竭,可再生能源的高效利用成为人们关注的重点。在各类可再生能源储能装置中,锂离子电池因其绿色清洁等诸多优点发展迅速。目前,随着各类高容量负极材料的研制成功,制约锂离子电池发展的关键是正极材料的性能。近期,可发生多电子转移反应的金属氟化物正极材料广受关注。在各种金属氟化物中,氟化铁具有理论容量高、成本低等特点。但是氟化铁中的离子价键作用强导致其导电性差,且转化反应
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近年来,随着化石能源等不可再生能源的枯竭,可再生能源的高效利用成为人们关注的重点。在各类可再生能源储能装置中,锂离子电池因其绿色清洁等诸多优点发展迅速。目前,随着各类高容量负极材料的研制成功,制约锂离子电池发展的关键是正极材料的性能。近期,可发生多电子转移反应的金属氟化物正极材料广受关注。在各种金属氟化物中,氟化铁具有理论容量高、成本低等特点。但是氟化铁中的离子价键作用强导致其导电性差,且转化反应容易造成电极材料的结构坍塌使电池容量衰减,因此对于氟化铁材料的改性研究至关重要,六方乌青铜型氟化铁Fe F3·0.33H2O因其特殊的空腔结构,较大的致密度等特点而成为了研究热点,因此对Fe F3·0.33H2O制备方法的研究和改性具有很重要的意义。本文利用氢氟酸溶液进行氟化,通过简单溶剂热法合成了形貌均匀的FeF3·0.33H2O、不同镍含量掺杂及碳纳米管复合材料,通过XRD、SEM、TEM等技术深入探究了溶解热合成条件、镍掺杂量及碳纳米管复合前后对样品形貌、比表面积等影响,并对材料电化学性能进行了测试,研究镍掺杂及碳纳米管复合对Fe F3·0.33H2O材料电化学性能的影响。（1）通过溶剂热法合成氟化铁材料时,需要准确控制反应时间和各原料的量,合成的氟化铁材料形貌均匀,但因导电性差、电化学反应可逆性差等原因,制备的电池容量衰减严重,倍率性能不佳,经长循环测试,电极材料的容量及容量保持率较低。对比循环前后的形貌变化,发现此材料的结构稳定性较差。（2）通过溶剂热法合成了不同镍掺杂量的氟化铁材料,镍元素均匀的掺杂到氟化铁材料的晶格中,粒径有所减小且表面褶皱。掺杂样品具有较大的比表面积及介孔结构,特殊的形貌及孔道结构使镍掺杂样品表现出优异的电化学性能,倍率和循环性能均有很大提升,循环前后的形貌变化表明镍掺杂后的样品具有良好的结构稳定性。（3）通过原位复合方法制备了碳纳米管复合FeF3·0.33H2O及碳纳米管复合镍掺杂Fe F3·0.33H2O材料,碳纳米管为材料的形核生长提供了更多的活性位点,碳纳米管形成的网络结构与材料紧密结合,为材料提供了良好的导电网络。碳纳米管复合材料表现出良好的倍率性能,在碳纳米管提高材料导电性的同时通过镍掺杂提高材料结构稳定性,碳纳米管镍掺杂材料表现出更优异的性能。
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