CN113871615B - 一种氟化石墨烯电极活性材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氟化石墨烯电极活性材料及其制备方法与应用。本发明的氟化石墨烯电极活性材料具有尺寸小、片层薄、比表面积大等特点，有利于放电过程中的电子传递和离子传输，可以有效降低极化，提高放电电压平台和倍率性能。其制备方法的原理是借助阳离子表面活性剂、氟化石墨和氧化锆球三者之间的静电相互、空间位阻和界面摩擦等作用，提供的剥离能量比传统的超声剥离更大，有效改善了氟化石墨的横向尺寸，能剥离出的氟化石墨片层和厚度范围更广、产量更多、效果更好。而且本发明提供的方法制备工艺简单、没有使用强酸和强氧化剂，绿色环保，可操控性强、适合规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池器件制造领域，尤其涉及一种氟化石墨烯电极活性材料及其制备方法与应用。
背景技术
锂/氟化碳电池(Li/CFx)负极为金属锂，正极为氟化碳，在目前已知的固态锂原电池中拥有最高的能量密度(2180Wh/kg)。与其他锂原电池相比，锂氟化碳电池还具有放电电压平台高且宽(2.5-2.7V)、比容量和比能量高、使用温度范围广泛(-40℃～170℃)、自放电率低、存储寿命长、环保无污染、使用期间安全系数高，因此在心脏起搏器、电子器件、芯片读写器、钟表、计算器、汽车高清摄像头、小型礼品、单兵系统等电子设备领域有着极其广泛的应用，尤其是在军事、航空航天等领域有着广泛的应用。然而随着无人机、夜视镜等新兴科技的普遍运用，人们对于电源的要求越来越严格，除了要求比能量高、质量尽可能轻，以满足长期工作要求，还需要电源能搞在大电流下进行放电，以提供足够高的功率来满足设备需求。
然而，由于C-F键的共价性，C原子由sp2杂化转变为sp3杂化，破坏了石墨之间的导电性，因此CFx的电导率非常低。低导电性会导致Li/CFx电池的倍率和功率能力受限、初始电位延迟和发热，从而抑制了Li/CFx电池在大功率器件中的应用。另一方面，低成本的氟化石墨片径大、尺寸厚，片径大影响氟化石墨粒径之间的接触，电子传递困难；而尺寸厚造成氟化石墨比表面积低，与离子的接触面积减少，放电过程中离子扩散速度低，电极动力学过程缓慢，导致锂/氟化碳电池在放电过程中产生较大的极化，造成锂/氟化碳电池只能在低电流下进行放电。在大的放电电流下，离子扩散速度跟不上电子传输速度，造成器件比容量大幅度降低甚至不能放电，这严重制约了锂/氟化碳电池的大规模应用。
氟化石墨烯因为其具有较高的比表面积和良好的导电率，它的能量密度和倍率性能是氟化碳材料中最好的。氟化石墨烯的制备方法可分为化学反应法和物理剥离法两大类。化学反应法通常以氧化石墨烯、还原氧化石墨烯和经活化的碳材料为前驱体，通入含氟气体，通过化学反应制备氟化石墨烯。此法虽可获得氟化程度不同的氟化石墨烯，但由于所用的前驱体在氟化反应之前均经过化学处理，破坏了石墨中大量的sp2碳原子，降低了石墨的导电性和化学稳定性，在含氟气氛下sp2碳原子含量进一步减少，从而该法制备的氟化石墨烯导电率低，放电平台低。物理剥离法以廉价的氟化石墨为原料，石墨氟化前通常未经处理，化学稳定好，从而在氟化过程中保留了一定量的sp2碳原子，采用有机溶剂和离子液体等作为溶剂，超声或溶剂热法溶剂热法对其进行剥离制备得到氟化石墨烯，既保持了较大的比表面积也有良好的导电性，从而有很高的放电电压平台和功率密度，可进一步扩大锂氟化碳电池的应用领域。然而传统的有机溶剂极性太强，通常会与F原子发生作用，导致F原子发生脱落，降低能量密度，并且有机溶剂有害身体健康、污染环境；而超声和溶剂热法提供的剥离动力不够强，片层太厚的氟化石墨剥离效果极差，并且产率低。
现有技术中，氟化石墨烯锂电池在生产过程中使用强酸和强氧化剂，增加了生产过程中的危险性，产生的废液不仅污染环境也增加了后续处理成本，不符合中国绿色能源发展导向，而且生产的氟化石墨烯锂电级倍率性能较差。所以如何制备大批量、低成本、绿色环保无污染、尺寸可控、F/C值可控、电化学性能优异的氟化石墨烯材料是高倍率氟化石墨烯电池技术领域急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种氟化石墨烯电极活性材料及其制备方法与应用。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
本发明提供的一种氟化石墨烯电极活性材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，制备氟化石墨分散液：
称取氟化石墨原料，加入到阳离子表面活性剂水溶液中，混合均匀，即得氟化石墨分散液，氟化石墨和阳离子表面活性剂的质量比为1.2～1.6；
步骤S2，制备氟化石墨烯溶液：
将步骤S1所得的氟化石墨分散液和氧化锆球进行砂磨处理，结束后静置12-24h，即可得氟化石墨烯溶液；
步骤S3，制备电极活性材料：
将乙醇加入到步骤S2得到的氟化石墨烯溶液中，混合均匀、离心、弃掉上清液，重复上述操作4-8次，然后用去离子水抽滤洗涤、冷冻干燥，得到氟化石墨烯电极活性材料。
进一步的，步骤S1中，所述氟化石墨的F/C比值为0.6～1.2，片径为10～60μm和厚度为1～10μm。
进一步的，步骤S2中，所述阳离子表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵和十四烷基二甲基吡啶溴化铵中的任一种。
进一步的，步骤S2中，所述砂磨的磨球为氧化锆球，转速为1000～2000rpm，砂磨时间为0.5～12h。
进一步的，所述氧化锆球直径为0.3-0.5mm，所述氧化锆球的总重量为5～10kg。
本发明还提供了一种氟化石墨烯电极活性材料，采用上述制备方法得到的。
本发明还提供了一种氟化石墨烯锂电池，包括上述氟化石墨烯电极活性材料。
进一步的，还包括将所述氟化石墨烯电极活性材料、导电剂和粘结剂按照8:1:1～8:1.5:0.5的质量比在N-甲基吡咯烷酮中研磨混合配制成浆料制备浆料，将所述浆料涂覆在涂炭铝箔上，并于60℃干燥12-18小时后，得到氟化石墨烯锂电池正极。
进一步的，所述导电剂包括Super p、科琴黑、碳纳米管和碳纳米纤维中的一种或多种；所述粘结剂为聚偏氟乙烯。
进一步的，由所述锂电池正极和锂合金负极组装而成。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
(1)本发明提供的制备方法相对于传统物理法制备的氟化石墨烯，采用砂磨机和氧化锆球作为剥离氟化石墨动力源，提供的剥离能量比传统的超声剥离更大，因此能剥离的原料氟化石墨片层和厚度范围更广、产量更多、效果更好。因为氧化锆球在不断的碰撞过程中不但提供横向的剪切力剥离氟化石墨，还会产生纵向的压缩力来破碎氟化石墨，可以制备出尺寸更小(150-500nm)、片层更薄(1-6层)的氟化石墨烯。采用去离子水作为溶剂，水溶性的阳离子表面活性剂同时作为分散剂和插层剂，借助阳离子表面活性剂、氟化石墨和氧化锆球三者之间产生的静电相互、空间位阻和界面摩擦作用，制备出高品质的氟化石墨烯溶液。
(2)本发明制备的氟化石墨烯电极材料尺寸小(150-500nm)、片层薄(1-6层)、比表面积更大(244㎡/g)，因此能与导电添加剂分散的更均匀、接触面积变大，有利于放电过程中的电子传导，降低极化，提高放电电压平台。更大的比表面积会暴露出更多电化学活性位点(C-F)和加快放电过程中的离子的传输速度，促进电极动力学过程，从而确保氟化石墨烯电池能在更大的倍率条件下工作，并且保持很高的能量密度。还可以通过选取不同的氟化石墨和砂磨时间来制备出尺寸可控、片层可控、F/C比值可控的氟化石墨烯电极材料。
(3)本发明制备的氟化石墨烯电池(原料氟化石墨的F/C＝0.9)在1A/g下比容量可达600mAh/g，放电中值电压2.42V，在4A/g下比容量保持在550mAh/g，在8A/g的大电流下比容量仍有370mAh/g，最大功率密度达到16166W/kg。而原料氟化石墨(F/C＝0.9)在1A/g的电流下比容量仅有124mAh/g，中值电压仅为2.0V，更大电流下不能进行放电，最大功率密度仅为1948W/kg。
(4)本发明提供的方法还具有制备工艺简单、可操控性强、容易实现规模化生产等优点。
附图说明
图1为对比例1原料氟化石墨的SEM图；
图2为实施例2制备的氟化石墨烯SEM图；
图3a为对比例制备的氟化石墨烯电极活性材料BET图；
图3b为实施例2制备的氟化石墨烯电极活性材料BET图；
图4a为对比例制备的氟化石墨烯锂电池正极在不同倍率下的“电压-比容量”图；
图4b为实施例2制备的氟化石墨烯锂电池正极在不同倍率下的“电压-比容量”图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和实施例对本发明实施方式作进一步地描述。
本发明提供的氟化石墨烯电极活性材料的制备方法包括以下步骤：
步骤S1，制备氟化石墨分散液：
称取氟化石墨原料，加入到阳离子表面活性剂水溶液中，混合均匀，即得氟化石墨分散液，氟化石墨和阳离子表面活性剂的质量比为1.2～1.6；
步骤S2，制备氟化石墨烯溶液：
将步骤S1所得的氟化石墨分散液和氧化锆球进行砂磨处理，结束后静置12-24h，即可得氟化石墨烯溶液；
步骤S3，制备电极活性材料：
将乙醇加入到步骤S2得到的氟化石墨烯溶液中，混合均匀，离心、弃掉上清液，重复上述操作4-8次，然后用去离子水抽滤洗涤、冷冻干燥，得到氟化石墨烯电极活性材料。
步骤S1中，将一定量的氟化石墨分散到含有阳离子表面活性剂的水溶液中，表面活性剂首先可以降低水的表面张力，使得去离子水可以分散氟化石墨。通过机械搅拌或超声等使氟化石墨分散均匀，利用阳离子表面活性剂和氟化石墨之间的静电相互作用使其均匀插入到氟化石墨层间，削弱层间范德华力，便于后续剥离。
步骤S2中，将分散均匀的氟化石墨水溶液倒入行星球磨机中，球磨机中装有一定质量的氧化锆球，砂磨0.5～12h。大量的氧化锆球在不断的碰撞过程中会提供纵向的压缩力和横向的剪切力作为剥离和破碎氟化石墨的动力源。
步骤S3中，利用萃取和离心等手段去除氟化石墨烯溶液中的表面活性剂，对氟化石墨烯进行提纯处理。将得到的氟化石墨烯水溶液静置12h，去除沉淀，得到粒径大小更为均匀和片层更薄的氟化石墨烯水溶液。处理后的溶液加入乙醇，利用阳离子表面活性剂在乙醇溶液中溶解度比在水中的溶解度大的特点，破坏氟化石墨烯溶液的稳定性，氟化石墨烯发生“聚沉”现象。对聚沉的溶液进行离心处理，去除含有大量表面活性剂的上清液。继续加入大量的去离子水和乙醇，不断的重复离心和洗涤，最后将洗干净的氟化石墨烯溶液抽滤、冻干，得到正极的电极活性材料。
原料氟化石墨的F/C比值在0.85～1.1之间，片径在20～55μm之间，厚度在3～8μm之间。优选的F/C值会使砂磨制备的电极材料在拥有倍率性能的同时兼顾能量密度，优选的片径和厚度使砂磨的效果更好。
为了易于氟化石墨的分散，研磨过程中的效果更好，产量更高，氟化石墨的浓度范围可以为5～50mg/mL，更好的范围可以为10～30mg/mL。
为了既能保证阳离子表面活性剂充分插入到氟化石墨层间，又能节省生产时间，提高产量。步骤S1中，搅拌速度可以为300-500rpm，搅拌时间可以为4-6h。
为了保证研磨效果，又不会大量降低F/C，在提高倍率性能的同时保证能量密度。步骤S2中，研磨转速可以保持在1500～2000rpm，研磨时间可以为2～8h。
为了能把阳离子表面活性剂清洗干净，保证材料的纯度，不影响电化学性能。步骤S3中，离心的转速可以为8000-10000rpm，离心时间可以为10min，离心后倒掉上清液，重复此操作4-8次，更好的是6-8次。
本发明提供的一种氟化石墨烯锂电池，是以氟化石墨烯为活性材料，与导电剂、粘结剂按比例制成正极，锂合金为负极，组装成电池。
其中，氟化石墨烯电极活性材料、导电剂和粘结剂的质量比为8:1:1～8:1.5:0.5，保证良好的导电网络又不会使涂覆在集流体上的正极材料开裂。
导电剂可以为Super p、科琴黑、碳纳米管、碳纳米纤维中的一种或多种；多种导电剂协同作用可构筑更为快捷的离子和电子传输通道，提高离子和电子电导率；更好的可以为碳黑和碳纳米管混合材料，该混合材料的导电剂能与活性物质构筑“点—线—面”接触的三维导电网络，提升电子的传输速率。
粘结剂为聚偏氟乙烯；溶剂采用N-甲基吡咯烷酮(NMP)；正极集流体采用涂炭铝箔，涂炭铝箔相对于传统铝箔电子传输速度更快，表面相对粗糙，附着力更强。
下面结合具体实施例和对比例对本发明的技术方案和优势进行详细说明。
F/C为氟化石墨中氟原子和碳原子的比值。
实施例1
将9g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分散到1.5L去离子水中，搅拌1h。15g原料氟化石墨(F/C＝0.9)溶解分散于1.5L的阳离子表面活性剂溶液中，搅拌4.5h，使氟化石墨分散均匀，阳离子表面活性剂均匀插入氟化石墨层间，然后加入球磨机中，连续剪切和剥离2h，得到尺寸减少、厚度变薄的氟化石墨烯溶液。量取1000mL氟化石墨烯水溶液，加入500mL乙醇，等质量分散到离心管中，离心机8000rpm离心10min，再加如等量的水和乙醇，反复操作8次，去除大量的CTAB。最后倒入真空抽滤瓶中，加入大量的去离子水清洗，得到氟化石墨烯，放入冷冻干燥机中冻干12h，得氟化石墨烯电极活性材料。将制得的氟化石墨烯电极活性材料为正极活性材料，以导电炭黑和碳纳米管(0.8:0.2)作为导电剂，聚偏氟乙烯(PVDF)为粘结剂，N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂制备浆料，搅拌12h。选取涂炭铝箔作为集流体，涂覆在涂炭铝箔上，放入真空干燥箱中60℃干燥12h，电极活性物质与导电剂、粘结剂的质量比为8:1:1，制备得到氟化石墨烯锂电池正极。
实施例2
将12g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分散到1.5L去离子水中，搅拌1h。15g原料氟化石墨(F/C＝0.9)溶解分散于1.5L的阳离子表面活性剂溶液中，搅拌6h，使氟化石墨分散均匀，阳离子表面活性剂均匀插入氟化石墨层间，然后加入球磨机中，连续剪切和剥离4h，得到尺寸减少、厚度变薄的氟化石墨烯溶液。量取1000mL氟化石墨烯水溶液，加入500mL乙醇，等质量分散到离心管中，离心机10000rpm离心10min，再加如等量的水和乙醇，反复操作12次，去除大量的CTAB。最后倒入真空抽滤瓶中，加入大量的去离子水清洗，得到氟化石墨烯，放入冷冻干燥机中冻干12h，得氟化石墨烯电极活性材料。将制得的氟化石墨烯电极活性材料为正极活性材料，以导电炭黑和碳纳米管(0.8:0.2)作为导电剂，聚偏氟乙烯(PVDF)为粘结剂，N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂制备浆料，搅拌12h。选取涂炭铝箔作为集流体，涂覆在涂炭铝箔上，放入真空干燥箱中60℃干燥12h，电极活性物质与导电剂、粘结剂的质量比为8:1:1，制备得到氟化石墨烯锂电池正极。
实施例3
将12g十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)分散到1.5L去离子水中，搅拌1h。30g原料氟化石墨(F/C＝0.9)溶解分散于1.5L的阳离子表面活性剂溶液中，搅拌6h，使氟化石墨分散均匀，阳离子表面活性剂均匀插入氟化石墨层间，然后加入球磨机中，连续剪切和剥离6h，得到尺寸减少、厚度变薄的氟化石墨烯溶液。量取1000mL氟化石墨烯水溶液，加入500mL乙醇，等质量分散到离心管中，离心机8000rpm离心10min，再加如等量的水和乙醇，反复操作12次，去除大量的DTAB。最后倒入真空抽滤瓶中，加入大量的去离子水清洗，得到氟化石墨烯，放入冷冻干燥机中冻干12h，得氟化石墨烯电极活性材料。将制得的氟化石墨烯电极活性材料为正极活性材料，以导电炭黑和碳纳米管(0.8:0.2)作为导电剂，聚偏氟乙烯(PVDF)为粘结剂，N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂制备浆料，搅拌12h。选取涂炭铝箔作为集流体，涂覆在涂炭铝箔上，放入真空干燥箱中60℃干燥12h，电极活性物质与导电剂、粘结剂的质量比为8:1.5:0.5，制备得到氟化石墨烯锂电池正极。
实施例4
将6g十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)分散到1.5L去离子水中，搅拌1h。15g原料氟化石墨(F/C＝0.9)溶解分散于1.5L的阳离子表面活性剂溶液中，搅拌6h，使氟化石墨分散均匀，阳离子表面活性剂均匀插入氟化石墨层间，然后加入球磨机中，连续剪切和剥离8h，得到尺寸减少、厚度变薄的氟化石墨烯溶液。量取1000mL氟化石墨烯水溶液，加入500mL乙醇，等质量分散到离心管中，离心机8000rpm离心10min，再加如等量的水和乙醇，反复操作8次，去除大量的DTAB。最后倒入真空抽滤瓶中，加入大量的去离子水清洗，得到氟化石墨烯，放入冷冻干燥机中冻干12h，得氟化石墨烯电极活性材料。将制得的氟化石墨烯电极活性材料为正极活性材料，以导电炭黑和碳纳米管(0.8:0.2)作为导电剂，聚偏氟乙烯(PVDF)为粘结剂，N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂制备浆料，搅拌12h。选取涂炭铝箔作为集流体，涂覆在涂炭铝箔上，放入真空干燥箱中60℃干燥12h，电极活性物质与导电剂、粘结剂的质量比为8:1.5:0.5，制备得到氟化石墨烯锂电池正极。
对比例1
将未经处理的原料氟化石墨(F/C＝0.9)作为正极活性材料，以导电炭黑作为导电剂，聚偏氟乙烯(PVDF)为粘结剂，NMP为溶剂制备浆料，搅拌12h。选取涂炭铝箔作为集流体，涂覆在涂炭铝箔上，放入真空干燥箱中60℃干燥12h，电极活性物质与导电剂、粘结剂的质量比为8:1:1，制备得到氟化石墨烯锂电池正极。
对比例2
将氟化石墨(F/C＝0.9)分散到浓度为8mg/mL的CTAB水溶液当中，氟化石墨浓度为10mg/mL，搅拌6h分散氟化石墨。使用大超声(功率200w)对其超声2h，之后对其进行抽滤、洗涤和冷冻干燥得到正极活性物质。以导电炭黑和碳纳米管(0.8:0.2)作为导电剂，聚偏氟乙烯(PVDF)为粘结剂，N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂制备浆料，搅拌12h。选取涂炭铝箔作为集流体，涂覆在涂炭铝箔上，放入真空干燥箱中60℃干燥12h，电极活性物质与导电剂、粘结剂的质量比为8:1:1，制备得到氟化石墨烯锂电池正极。
对比例3
将氟化石墨(F/C＝0.9)分散到有机溶剂N-甲基吡咯烷酮当中，氟化石墨浓度为10mg/mL，搅拌6h分散氟化石墨。使用大超声(功率200w)对其超声2h，之后对其进行抽滤、洗涤和冷冻干燥得到正极活性物质。以导电炭黑和碳纳米管(0.8:0.2)作为导电剂，聚偏氟乙烯(PVDF)为粘结剂，N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂制备浆料，搅拌12h。选取涂炭铝箔作为集流体，涂覆在涂炭铝箔上，放入真空干燥箱中60℃干燥12h，电极活性物质与导电剂、粘结剂的质量比为8:1:1，制备得到氟化石墨烯锂电池正极。
对实施例1-4和对比例1-3所制备的氟化石墨烯锂电池正极的性能进行测试，结果如表1所示：
表1所有实施例和对比例在不同电流密度下的放电比容量
从表1的结果可以看出，对比例1中仅使用原始的商业氟化石墨作为正极活性物质，导电炭黑作为导电剂，最大放电电流密度仅为1A/g,比容量为123mAh/g，容量保持率仅有16％，倍率性能表现极差，器件无法在大电流、大功率条件下实现应用。对比实施例2，经阳离子表面活性剂插层、砂磨处理一定时间后，以导电炭黑和碳纳米管协同作为导电剂，如图4a和图4b所示，为氟化石墨烯锂电池正极在不同倍率下的“电压-比容”量图，在1A/g放电电流密度下，比容量保持在590mAh/g,容量保持率为81％。最大放电电流密度为8A/g,最大功率密度16166W/kg，可以满足大功率放电条件，扩大器件实际应用范围。从实施例3和4中可以看出，随着砂磨时间的延长，即使原始氟化石墨有着较高的氟碳比，材料在低电流密度下也表现出了较差的能量密度。从对比例2和实施例1中可以看出，使用超声作为剥离手段，电化学性能提升不是很明显，放电电流密度为1A/g时容量保持率仅有26％，更大的电流密度下则不能进行放电。比较对比例3，选择有机溶剂N-甲基吡咯烷酮，材料在低电流0.02A/g下的比容量仅有709mAh/g,而且倍率性能改善也不是很明显。
从图1和图2的SEM图像中看出，砂磨处理后材料横向尺寸发生很大变化，逐渐趋向于纳米化，纵向尺寸也逐渐变薄。图3a展示的比表面积图显示砂磨处理后材料的滞后回环面积变大，表明比表面积的增加。而图3b孔径分布图表明砂磨处理后材料介孔比例增加。这一系列表征都表明材料横向尺寸减小、纵向尺寸变薄和比表面积的变大，拥有了更多离子和电子传输通道，加快了离子扩散速率，因此材料的倍率性能得到极大改善。图4a和4b的电化学倍率性能图也侧面证实了这一点，放电中值电压相较于原始氟化石墨提升了约60-120mv，放电电流密度变大时，比容量皆有所提高，并且最大放电电流密度可达8A/g,容量保持率仍有50％，材料放电倍率性能得到极大改善。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1. 一种氟化石墨烯电极活性材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、制备氟化石墨分散液
称取氟化石墨原料，加入到阳离子表面活性剂水溶液中，混合均匀，即得氟化石墨分散液，氟化石墨和阳离子表面活性剂的质量比为1.2~1.6；所述氟化石墨的F/C为0.9，片径为10~60μm和厚度为1~10μm；所述氟化石墨的浓度范围为10~20mg/mL；所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或者十二烷基三甲基溴化铵；
S2、制备氟化石墨烯溶液
将步骤S1所得的氟化石墨分散液和氧化锆球进行砂磨处理，结束后静置12-24h，即可得氟化石墨烯溶液；所述砂磨的磨球为氧化锆球，转速为1500~2000rpm，砂磨时间为2~8h；所述氧化锆球直径为0.3-0.5mm，所述氧化锆球的总重量为5~10kg；
S3、制备电极活性材料
将乙醇加入到步骤S2得到的氟化石墨烯溶液中，混合均匀，离心、弃掉上清液，重复上述操作4-8次，然后用去离子水抽滤洗涤、冷冻干燥，得到氟化石墨烯电极活性材料。
2.一种氟化石墨烯电极活性材料，其特征在于：采用如权利要求1所述的制备方法制得。
3.如权利要求2所述的氟化石墨烯电极活性材料，其特征在于，所述氟化石墨烯电极活性材料的尺寸大小为150-500nm。
4.如权利要求2所述的氟化石墨烯电极活性材料，其特征在于，所述氟化石墨烯电极活性材料的片层数为1-6层。
5.如权利要求2所述的氟化石墨烯电极活性材料，其特征在于，所述氟化石墨烯电极活性材料的比表面积为244m2/g。
6.一种氟化石墨烯锂电池，其特征在于：包括如权利要求2-5中任一项所述的氟化石墨烯电极活性材料。
7.如权利要求6所述的一种氟化石墨烯锂电池，其特征在于：还包括将所述氟化石墨烯电极活性材料、导电剂和粘结剂按照8:1:1~8:1.5:0.5的质量比在N-甲基吡咯烷酮中研磨混合配制成浆料制备浆料，将所述浆料涂覆在涂炭铝箔上，并于60℃干燥12-18小时后，得到锂电池正极。
8. 如权利要求7所述的一种氟化石墨烯锂电池，其特征在于：所述导电剂包括Superp、科琴黑、碳纳米管和碳纳米纤维中的一种或多种；所述粘结剂为聚偏氟乙烯。
9.如权利要求8所述的一种氟化石墨烯锂电池，其特征在于：由所述锂电池正极和锂合金负极组装而成。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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