[发明专利]一种Ag@C修饰的氟化碳电极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种Ag@C修饰的氟化碳电极材料的制备方法，包括以下步骤：将Ag化合物和溶剂混合，再依次加入氟化碳、质量分数为15～25％的NaOH或KOH水溶液，升温后加入还原剂反应，经抽滤、洗涤、干燥、研磨、过100～200目筛后，制得所述Ag@C修饰的氟化碳电极材料，在采用化学还原法将Ag化合物还原成Ag的同时，部分氟化碳材料被还原成C，本申请采用Ag@C对氟化碳材料进行修饰改性，Ag@C均匀的包覆在氟化碳材料表面，增加了氟化碳材料的导电性，有效改善了氟化碳材料的电压滞后以及低温性能的问题，提高了锂氟化碳电池的倍率性能。

技术领域

本发明属于锂一次电池生产加工技术领域，尤其涉及一种Ag@C修饰的氟化碳电极材料的制备方法。

背景技术

锂一次电池(primarylithiumbattery)，是一种高能化学原电池，俗称锂电池。以金属锂为负极，固体盐类或溶于有机溶剂的盐类为电解质，金属氧化物或其他固体、液体氧化剂为正极活性物。通用的圆形锂二氧化锰(Li/MnO₂)电池和锂氟化碳〔Li/(CFx)n〕电池分别用字母CR和BR表示，其后的数字表示电池的型号。锂一次电池是这一类以使用金属锂为负极材料的化学电源系列的总称。

锂氟化碳电池是高能量密度一次电池，实用比能量可以达到250～700Wh/kg，是干电池的数倍，且电池很容易做到小型化和轻型化。由于氟化碳材料非常稳定，因而锂氟化碳电池高温下容量保持率较高，基本不会衰减。氟化碳是各种形态的碳和氟气反应所形成的化合物，这种物质虽然具有电化学活性，但在有机电解质中的化学稳定性却很高，温度高达500℃时也不会热分解，因而具有长的贮存寿命和良好的高温性能。此外该体系电池具有工作电压平稳、自放电率低、安全性好、绿色环保等一系列优点。目前已被美国、日本等先进国家应用于军工领域。

专利申请CN105336928A，公开了一种聚吡咯包覆氟化碳正极材料的制备方法及应用；该正极材料的制备过程是：氟化碳颗粒在表面活性剂作用下分散在水中后，加入吡咯单体混合均匀，得到氟化碳/吡咯悬浊液；在所得氟化碳/吡咯悬浊液中滴加含无机盐类氧化剂的酸性溶液，搅拌反应，反应产物依次经过洗涤、干燥，即得。该制备方法操作简单、避免了毒性有机溶剂的使用，无毒环保，成本低，满足工业生产的要求；制得的聚吡咯包覆氟化碳正极材料的聚吡咯层包覆均匀，导电性能良好，可提高一次电池的倍率放电性能。该专利虽然提高了氟化碳材料的导电性，但制备的电池0.1C倍率放电平台电压在2.4V以下，改善效果不明显。

专利申请CN102558856A，公开了一种聚苯胺/氟化石墨复合材料及其制备方法。该复合材料是由聚苯胺均匀包覆氟化石墨而成。其制备过程包括：将氟化石墨加入到甲醇中，配成悬浊液，再按照氟化石墨与苯胺的摩尔比，向悬浊液加入苯胺，配成悬浊液；将过硫酸铵加入到去离子水中，配成溶液，将过硫酸铵溶液与苯胺/氟化石墨的甲醇悬浊液等体积混合，将混合液密封并冷冻；将所得反应液经离心，沉淀物用甲醇和去离子水交替洗涤，收集沉淀物，真空干燥，得到聚苯胺/氟化石墨复合材料。本发明制得复合材料，具有过程简单，周期短，产率高等优点，广泛应用于导电材料、电池、电显器、静电屏蔽和微波吸收等领域。但是该专利制备过程中使用了具有较强毒性的甲醇，不仅对人体有伤害且对环境不友好。

专利申请CN103022493A，公开了一种氟化石墨/聚噻吩复合材料及其制备方法。复合材料是由聚噻吩均匀包覆氟化石墨而成。其制备过程包括：将氟化石墨加入到氯仿中，配成悬浊液，再按照氟化石墨与噻吩的质量比，向悬浊液加入噻吩，配成悬浊液；将三氯化铁加入到氯仿中，配成悬浊液，按照三氯化铁与噻吩单体的质量比4:1，将三氯化铁悬浊液与氟化石墨/噻吩的氯仿悬浊液混合，搅拌过程中通入氩气，以除去氯仿悬浊液中的氧气；将所得反应液经抽滤，沉淀物用稀盐酸、甲醇和去离子水交替洗涤，收集沉淀物，真空干燥，得到氟化石墨/聚噻吩复合材料。本发明制得复合材料，具有过程简单，周期短，产率高等优点，广泛应用于导电材料、电池、电显器、静电屏蔽和微波吸收等领域。但是该专利申请制备过程中使用了具有较强毒性的氯仿、甲醇，不仅对人体有伤害且对环境不友好。