【摘 要】
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近年来,铁基氟化物因优异的理论容量被认为是很有研究价值的正极材料,但体积效应和较差的导电性等问题限制了它们的应用发展。本论文以降低正极材料的体积效应和提高其导电性为目的,采用溶剂热法、高温煅烧法和与导电剂掺杂法制备FeF3·0.33H2O、FeF3-FeF2和FeF3-FeF2/rGO正极材料,并对所制备的产物进行表征和分析。（1）采用聚乙二醇（PEG-400）辅助溶剂热法合成形状和尺寸可控的Fe
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近年来,铁基氟化物因优异的理论容量被认为是很有研究价值的正极材料,但体积效应和较差的导电性等问题限制了它们的应用发展。本论文以降低正极材料的体积效应和提高其导电性为目的,采用溶剂热法、高温煅烧法和与导电剂掺杂法制备FeF3·0.33H2O、FeF3-FeF2和FeF3-FeF2/rGO正极材料,并对所制备的产物进行表征和分析。（1）采用聚乙二醇（PEG-400）辅助溶剂热法合成形状和尺寸可控的FeF3·0.33H2O亚微米球,并通过分子动力学模拟和实验对FeF3·0.33H2O亚微米球的生长机制进行了研究。结果表明:FeF3·0.33H2O（P-20）阴极初始放电容量为345mAh·g-1,以不同倍率循环60圈至原始倍率时容量保留率高达95.3%。其优异性能主要归功于FeF3·0.33H2O亚微米球独特的多孔结构和较小的颗粒尺寸,这有利于提高正极材料的比表面积和缩短离子扩散距离。（2）以FeF3·0.33H2O为前驱体采用高温煅烧法以制备FeF3-FeF2复合正极材料。结果表明:FeF3-FeF2单体电池初始分解温度为850℃,显示出极佳的热稳定性。FeF3-FeF2单体电池空载电压为3.22 V,比FeS2空载电压2.11 V提高52.6%。但由于FeF3-FeF2自身导电性较差,在电流密度100 mA·cm-2下放电电压仅为1.57 V。（3）以氧化石墨烯（GO）为导电剂,FeF3·0.33H2O/GO为前驱体,通过高温煅烧过程来还原氧化石墨烯（rGO）制备FeF3-FeF2/rGO（～200 nm）复合正极材料。结果表明:FeF3-FeF2/rGO单体电池空载电压为3.25 V,在电流密度100 mA·cm-2和500mA·cm-2下的放电电压分别为2.78 V和2.21 V。FeF3-FeF2/rGO单体电池在电流密度200 mA·cm-2下恒流放电,截止电压2 V时可放电230 s,可见更小的颗粒尺寸和石墨烯的掺杂大幅度改善了正极材料的放电性能。
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