高比能氟化碳材料可控制备技术

一次电池具有无需充电、自放电率低、储存周期长、安全可靠性高的优势， 广泛应用于电子设备、医疗器械以及军事等领域。目前，Li/MnO2、Li/SO2、Li/SOCl2 等锂一次电池已经实现了商品化和广泛使用，但是以上电池的比能量、比功率和环境适应性尚不能完全满足用电设备的发展需求。因此，大力发展具有 高比能、高比功率、高安全性、良好环境适应性的新型一次电池是锂原电池的研究开发热点。Li/CFx 电池是以氟化碳材料为正极，金属锂为负极的新型锂一次电池，是理论比能量最高的锂一次电池体系（电池体系理论比能量 2180 Wh/kg）。国外锂氟化碳电池比能量已达 780 Wh/kg。当前，综合性能优异的氟化碳材料严重依赖进口，亟需开发具有自主知识产权的氟化碳材料制备技术，降低材料成本（进口氟化碳价格高达 400～600 万元/吨），提升氟化碳材料的比能量（比容量和放电电压），从而获得高比能量的氟化碳电池。技术指标：具有高比能量氟化碳材料可控制备工艺的自主知识产权，目前已经完成公斤级的小试生产技术开发，正在开展中试研发。项目开发的高能氟化碳材料，比容量大于 900 mAh/g，放电电压大于 2.6 V，比能量大于 2400 Wh/kg；倍率性能优异，0.3C/0.1C 容量保持率大于 90 %；量产后成本可降至目前进口氟化碳材料的一半。利用研发的高比能氟化碳材料，已可制备比能量 900 Wh/kg 的锂氟化碳电池，进一步地优化材料和电池的制备工艺，有望获得 1000 Wh/kg 的超高比能量一次电池。投资与收益本项目开发的高性能氟化碳正极材料可替代进口氟化碳材料，实现国产化生产，量产后成本可降至目前进口氟化碳材料的一半。使用该材料的高比能锂氟化碳电池能够广泛应用于军用、航空航天、民用等高比能一次电池领域，技术优势明显，市场前景广阔。