本發(fā)明屬于鋰/氟化碳一次電池，具體涉及一種基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、鋰/氟化碳電池是理論質(zhì)量能量密度最大的一次電池，其質(zhì)量能量密度高達2160wh/kg。與其他的一次電池相比，鋰/氟化碳一次電池具有電壓平臺穩(wěn)定，比容量高，自放電率低，使用壽命長等優(yōu)點，因此，其在醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是由于氟化碳的c-f鍵具有很強的共價性，導(dǎo)致其導(dǎo)電性較差，以致氟化碳材料倍率性能差、功率密度低。同時鋰/氟化碳一次電池在放電時特殊的氟化機制產(chǎn)生的lif，會導(dǎo)致電池及時響應(yīng)慢、電壓滯后的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決鋰/氟化碳一次電池倍率性能差，功率密度低以及在高倍率放電下的電壓滯后、放電容量低的問題，提供了一種金屬基離子液體改性的氟化碳材料及其制備方法。

2、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

3、一種基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料的制備方法，包括如下步驟：

4、(1)在惰性氣氛下將離子液體加熱到30-100℃，然后加入金屬鹽，攪拌均勻后，得到金屬基離子液體；

5、(2)將金屬基離子液體分散到有機溶劑中，然后加入氟化碳，攪拌均勻，得到混合溶液，將其抽濾后干燥，最后煅燒，得到基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料。

6、步驟(1)中，所述離子液體為咪唑類離子液體、吡啶類離子液體或季銨鹽類離子液體。

7、步驟(2)中，所述煅燒的溫度為300-450℃，時間為0-12h。

8、進一步，步驟(1)中，所述金屬鹽選自鐵鹽、銅鹽、鋁鹽、鋅鹽、錳鹽或鈣鹽。

9、進一步，步驟(1)中，所述離子液體與金屬鹽的摩爾比為1：(0.5-2)。

10、進一步，步驟(2)中，所述有機溶劑為乙醇、丙酮或氯仿。

11、進一步，步驟(2)中，所述金屬基離子液體與有機溶劑的體積比為1：(1-20)。

12、進一步，步驟(2)中，所述金屬基離子液體與氟化碳的質(zhì)量比為(1-10)：5。

13、進一步，步驟(2)中，所述干燥的溫度為60-80℃，時間為24-36h。

14、采用上述方法制備得到的基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料。

15、一種鋰/氟化碳電池，所述鋰/氟化碳電池的正極包括上述基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料。

16、本發(fā)明的有益效果：

17、本發(fā)明公開了一種基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料的制備方法，采用基于表面復(fù)合的方式對氟化碳進行界面修飾，制備工藝簡單，成本低，可以大規(guī)模生產(chǎn)，基于金屬基離子液體良好的離子電導(dǎo)率以及寬的電化學(xué)窗口或基于金屬基離子液體煅燒后產(chǎn)生的金屬氧化物和碳的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，制備的氟化碳材料在作為鋰/氟化碳一次電池正極材料時有著良好的倍率性能以及放電容量。

技術(shù)特征：

1.一種基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述金屬鹽選自鐵鹽、銅鹽、鋁鹽、鋅鹽、錳鹽或鈣鹽。

3.如權(quán)利要求1所述基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述離子液體與金屬鹽的摩爾比為1：(0.5-2)。

4.如權(quán)利要求1所述基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述有機溶劑為乙醇、丙酮或氯仿。

5.如權(quán)利要求1所述基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述金屬基離子液體與有機溶劑的體積比為1：(1-20)。

6.如權(quán)利要求1所述基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述金屬基離子液體與氟化碳的質(zhì)量比為(1-10)：5。

7.如權(quán)利要求1至6所述基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述干燥的溫度為60-80℃，時間為24-36h。

8.采用權(quán)利要求1至7任一項所述方法制備得到的基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料。

9.一種鋰/氟化碳電池，其特征在于，所述鋰/氟化碳電池的正極包括權(quán)利要求8所述基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于金屬基離子液體改性的氟化碳材料的制備方法，在惰性氣氛下將離子液體加熱到30?100℃，然后加入金屬鹽，攪拌均勻后，得到金屬基離子液體，將其分散到有機溶劑中，然后加入氟化碳，攪拌均勻，將混合溶液抽濾后干燥，最后300?450℃下煅燒0?12h，即得。該方法制備工藝簡單，成本低，可以大規(guī)模生產(chǎn)，制備的氟化碳材料在作為鋰/氟化碳一次電池正極材料時有著良好的倍率性能以及放電容量，解決了現(xiàn)有鋰/氟化碳一次電池倍率性能差，功率密度低以及在高倍率放電下的電壓滯后、放電容量低的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：王達,伊磊,喻嘉,施思齊
受保護的技術(shù)使用者：上海大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15