静电纺丝制备内嵌FeF2纳米颗粒导电碳纤维复合材料及其锂离子电池正极性能研究

编号：NMJS09062

篇名：静电纺丝制备内嵌FeF2纳米颗粒导电碳纤维复合材料及其锂离子电池正极性能研究

作者：许玉林 廖俣杰 赵方州 杨屹立 陈仁钊 张永志

关键词： 转换型材料 锂离子电池 正极材料 FeF2 静电纺丝

机构： 四川大学新能源与低碳技术研究院 四川大学化学工程学院 四川大学材料科学与工程学院 自贡兴川光电有限公司

摘要： 转换型正极材料(FeF2)因高具有理论比容量、廉价与环境友好等优点而有望成为新一代锂离子电池正极材料,但其目前却受到本征导电性差、界面副反应与结构衰减等问题的严重制约。对此,本文利用静电纺丝技术将水溶性高分子聚合物负载金属氟化物前驱体,经预氧化和碳化处理后得到了内嵌FeF2纳米颗粒的导电碳纤维复合材料(FeF2@NFP),并探究了针对FeF2@NFP静电纺丝工艺的最佳碳化温度。在充/放电过程中,FeF2@NFP的碳基质可以发挥限域作用来抑制转换反应造成的体积变化和相分离等问题,从而稳定活性物质的结构,同时导电碳纤维可以为电子传输提供“快速通道”来改善FeF2的导电性。因此,FeF2@NFP作为锂离子电池正极材料在0.1 A·g-1电流密度下表现出了261.55 mAh·g-1的首次可逆比容量以及优异的循环稳定性,在100个循环后仍有243.20 mAh·g-1的剩余可逆比容量(容量保持率为92.98%)。