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锂/氟化碳电池是现有比能量最高的一次电池,理论比能量为2180 Wh kg-1,锂/氟化碳电池还具有电压稳定、工作温度宽、自放电小、寿命长等特点,被认为是最具有潜力的电池之一。锂/氟化碳电池工作温度范围为-60℃180℃,可满足航空航天等极端环境要求。然而,由于C-F键的强共价特性,氟化碳的导电性差,并且氟化碳的表面能低,与电解液渗透性差,因此氟化碳作电极时,容易引起极化,导致锂/氟化碳电池倍率性能较差,不能满足高功率放电要求。针对上述问题,论文开展了对氟化碳材料表面改性研究。采用商业化的氟化石墨为原料,在其表面包覆导电物质,提高材料的电导率和表面亲和力,从而减小电极极化,加速电极反应,提高电池的比能量和倍率性能。论文分别在氟化石墨表面包覆了金属、非金属单质、导电聚合物和氧化物四类导电物质,具体分别选择了镍磷合金、碳、聚吡咯和二氧化锰作为包覆物质。通过SEM、TEM、XRD、热失重、比表面积等测试分析了包覆后复合材料的形貌、结构和成分等特征,并分别用恒流放电、倍率放电和交流阻抗等方法测试了材料的电化学性能和电池的高低温放电性能。另外,因为氟化石墨价格较高,为了提高锂/氟化碳电池的性价比,论文还研究了氟化石墨与二氧化锰混合正极的性能特点,并将包覆改性后的氟化石墨与二氧化锰混合,提升电池性能。本论文主要内容和结论如下:（1）成功将适当的表面活性剂加入化学镀镍工艺过程中,将氟化石墨均匀分散至溶液中,并且将镍磷合金沉积至氟化石墨表面。制备了氟化碳表面附着有枝晶状镍磷合金颗粒的复合正极材料,并研究了其电化学性能。以氟化石墨为活性物质计算放电性能,当镍磷合金含量为43.7 wt%时,放电倍率可达3.55 C;在0.1 C时,放电比容量达865 m Ah g-1,活性物质利用率达100%。交流阻抗分析得出,Ni-P-CFx电极阻抗值降低,材料导电性增强。分析Ni-P-CFx复合正极放电后的极片,得知极片中复合正极颗粒与导电剂交织紧密结合,改性后CFx的表面能增加,提高了其与电解液的渗透能力。（2）采用微胶囊化的方法制备了碳微球堆垛包覆氟化石墨的复合材料。论文先用界面聚合法在CFx表面包覆一层聚脲,制备聚脲包覆氟化石墨微胶囊,再分别用高温碳化和浓硫酸碳化的方法制备了两种碳包覆氟化石墨材料。400℃高温碳化制得的碳包覆氟化碳材料颗粒无规则,比表面积低,电化学测试发现其有较高的电压平台和较低的阻抗值,但其放电比容量较低;EDS分析其含有较高含量的碳,红外光谱等测试发现高温碳化时CFx发生了部分分解。浓硫酸碳化制得的碳包覆氟化石墨为球形颗粒,碳包覆层由碳微球堆积而成,厚度约为800 nm,其倍率放电性能较好,最大放电倍率可达5 C;经红外分析其表面有部分聚脲残留,而聚脲在电极制作时溶解起到了粘结剂的作用。（3）采用原位化学氧化聚合法将聚吡咯包覆在氟化石墨表面制备了复合正极。研究了聚吡咯含量变化时,复合正极的形貌结构特点和电化学性能,并研究了复合正极的高低温放电性能。聚吡咯含量较低时,聚吡咯均匀包覆在CFx表面,甚至能包覆至CFx层状结构间隙表面;增加聚吡咯含量,聚吡咯包覆层厚度增加,并且有枝晶状团聚的聚吡咯产生。PPy层越薄,复合正极的电化学性能越好。聚吡咯层厚度为80 nm时,最大放电倍率达6 C,平均功率为7091 W kg-1;0.1 C时,其放电比容量为801 m Ah g-1,对应比能量为1754 Wh kg-1;在100℃条件下,0.1 C放电时,CFx@PPy（16:1）的放电比容量约为CFx的4倍;在-20℃条件下,CFx@PPy（16:1）的最大放电倍率由CFx的0.1 C提高至1 C。交流阻抗分析得出,聚吡咯提高了材料的表面电导率,减小了接触电阻。分析放电后的极片,可知包覆聚吡咯后,电极结合紧密,电解液浸润良好。增加PPy含量会降低材料整体的放电容量,PPy层过厚会增加Li离子等反应物质的扩散层厚度,影响倍率放电性能。（4）用水热法将MnO2包覆至CFx表面,制备了不同CFx含量的MnO2包覆CFx复合材料,MnO2呈纳米纤维堆垛结构。MnO2包覆CFx正极倍率性能较好。当CFx含量为3.4 wt%时,最大放电倍率能达到5 C;当CFx含量为8.88 wt%时,复合正极材料在各放电倍率下都有较高的活性物质利用率,0.1 C放电时容量因子可达92%以上。交流阻抗分析得出,MnO2包覆CFx材料阻抗值比原CFx电极阻抗低,MnO2含量越高,阻抗值越低。通过分析放电后的极片,发现MnO2包覆CFx正极表面能较高,有较好的电解液亲和力。MnO2与CFx结合十分紧密,电子在两种物质间传输阻力较小。MnO2有较多的孔隙和比表面积,有利于电解液浸润和反应物质交换。（5）将MnO2与原CFx混合制备成正极,研究了不同CFx含量时混合正极的电化学性能。混合正极倍率性能基本继承了MnO2的特点,最大放电倍率为2 C。CFx含量越高,混合正极的放电比能量越高,低倍率放电时还可以提升活性物质利用率。CFx含量为1020 wt%时,在各倍率放电条件下活性物质利用率相对较高。将聚吡咯包覆CFx与MnO2制备成混合正极,其电化学性能有很大提升,具有较高比容量和比能量,可在2 C倍率下稳定放电,最大放电倍率达5 C;低于0.5 C时,其活性物质利用率达80%以上。MnO2与聚吡咯包覆CFx混合正极具有很好的高温放电特性,100℃条件下在0.1 C放电时,其活性物质利用率达97%以上。本论文研究了在氟化碳表面包覆不同导电物质对其结构及电化学性能的影响,发现包覆适当的导电物质能通过提升材料表面电导率,改变表面活性,提供离子通道等方式改善材料的放电容量、放电倍率等电化学性能。在氟化碳表面包覆很薄的聚吡咯可以大幅提高其倍率放电性能,是比较理想的改性方法。将改性后的氟化碳材料与二氧化锰混合,获得了优良的电池性能,为未来锂/氟化碳电池的发展提供了重要实验基础和研究方向。