1、成果简介
锂/氟化碳（Li / CF x）一次电池在消费电子产品以及医疗和大功率军事设备中具有必不可少的应用。然而，由于难以在CF x阴极中同时获得高功率密度和高能量密度，因此它们的应用受到限制。电导率和氟含量之间的权衡是决定性因素。本文，湘潭大学Zhenya Luo等研究人员在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Ultrafast Li/Fluorinated Graphene Primary Batteries with High Energy Density and Power Density”的论文，研究通过合理的设计，首次成功地合成了具有高电导率和高F/C比的三维多孔氟化石墨烯微球（FGS-x）。
FGS- x具有高达1.03的F / C比，具有分层孔，丰富的C键，极少的无活性C-F 2键和电化学活性C-F键的纳米片结构。有利的功能可以增加放电容量，缩短离子和电子的扩散长度，增强Li +插层动力学，并适应体积的变化进行了演示。Li / FGS-1.03纽扣电池以50 C（43.25 A / g）的超高速率提供了71,180.9 W / kg的功率密度，以及830.7 Wh / kg的高能量密度。值得注意的是，Li/FGS-1.03袋状电池在20C时表现出创纪录的12451.2 W/kg的电池级功率密度。通过异位方法对不同放电深度的结构演变进行的深入研究表明，其优异的性能优势从结构稳定性和均匀的LiF形成。FGS-1.03阴极在极端工作温度（0至100°C）和高活性物质质量负载（4.3 mg / cm 2）下也具有出色的性能。这些结果表明，工程氟化石墨烯 在需要高功率密度和高能量密度的应用中，这里开发的产品具有巨大的潜力。
2、图文导读
图1. FGS- x的制造过程示意图，FGS- x作为LPB的高能量和高功率密度的阴极。
图2.（a，b）石墨烯纳米片的SEM图像 ，（c，d）GSs和（e，f）FGS-1.03。（g）FGS-0.60，（h）FGS-0.93和（i）FGS-1.03的HRTEM图像。插图：相关材料的SAED图像。
图3.材料的结构和特性表征。（a）电导率测量。（b）N 2吸附-解吸等温线。（c）孔径分布曲线。（d）XRD模式。（e）拉曼光谱。（f）FTIR光谱。
图4.（a）FGS-1.03在1 C时的恒电流放电曲线。相应的异地（b）F 1s光谱，（c）Li 1s光谱，（d）EIS光谱和（e–j）SEM图像（插图：电极横截面）在不同的DOD水平下测量。
图5.在（a）1 C和（b）10 C的不同测试温度下以及在（c）2.6 mg / cm 2和（d）4.3 mg / cm 2的不同质量负载下，FGS-1.03的恒电流放电曲线。（e）袋式电池的恒电流放电曲线（插图：重量为2.5 g的袋式电池的照片）和（f）整个电池的相应Ragone图。
3、小结
结果表明FGS-1.03的优异性能归因于其结构稳定性和LiF的均匀形成。而且，低成本的简易制造支持可扩展的生产，这使得此处开发的Li / FGS-1.03电池有望取代商用LPB，并进一步提高速率性能，功率密度和能量密度。
文献：
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