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铁氟化物(FeF2或FeF3)具有高于现有脱嵌型正极材料三到四倍的理论比容量,被视为最有前景的转化反应正极材料之一。但是,该材料在使用过程中极易出现CEI层的不可逆增长,活性材料转化产物团聚的问题,以及过量的电阻积累和电化学退火等现象严重制约了FeF2的实际应用。为了稳定FeF2材料的界面层,改善其循环稳定性和倍率性能,本论文针对现阶段FeF2的合成方法和结构存在的问题,展开对FeF2温和合成方法的研究和性能的优化,为FeF2正极材料的发展和商业化应用奠定了基础。主要内容如下:1.采用一步溶剂热法制备出形貌可控的FeF2材料,并通过引入碳纳米管改善其导电能力。首先,选用三水合氟化铁、葡萄糖为原料,以正丁醇为溶剂,通过溶剂热法在温和的条件下成功制备FeF2@x%G富官能团系列材料。合成的FeF2具有两种不同的微观形貌,分别为纳米棒构成的微米簇状结构和纳米球状结构并探讨了两种不同形貌的生长机理;碳纳米管的加入并未改变材料形貌。随后对比了FeF2@x%G和CNT-FeF2@x%G的电化学性能,发现FeF2微米簇状的结构特殊结构在循环性能中并未起到作用;而纳米球状的FeF2在电化学性能测试中具有良好表现,其中FeF2@100%G在100 m A g-1的电流密度下可以达到463 m A h g-1的比容量,活性物质的利用率高达81%,并在循环100圈之后容量保持在100m A h g-1以上。在此基础上,CNT-FeF2@100%G因其较好的导电性使比容量得到进一步提高,具有相对优异的电化学性能。以上研究结果表明FeF2正极材料可以在温和的条件下有效合成,且在实际应用具备巨大潜力。2.为了改善材料的循环稳定性和倍率性能,以人工SEI/CEI为切入点,采用溶剂热法一步合成了PVDF包覆的FeF2@100%G-y%P系列材料。引入PVDF后,材料宏观形貌与FeF2@100%G保持一致,即形貌的调控效应应归属于葡萄糖,而非PVDF;其次,FeF2@100%G-40%P的缺陷增多,为锂嵌入脱出有效路径的缩短奠定了基础;引入的PVDF并未大幅增加复合材料的粘性,说明其并非独立存在或以粘结剂形式存在。与FeF2@100%G相比,FeF2@100%G-40%P的比表面积更小,纳米材料产生的空隙被PVDF填充。当量的PVDF制备的人工CEI层可以极大限度降低FeF2的体积膨胀,阻止其活性颗粒的脱落,而人工CEI层的引入在结构的维持、活性颗粒的保留上均发挥了明显的作用。FeF2@100%G-40%P电极在100 m A g-1的100个循环后表现出314 m A h g-1的优异的循环性能,在500 m A g-1的条件下具有186.59 m A h g-1的高倍率容量。