锂氟化碳电池,是一种锂原电池,以金属锂(Li)为负极,以固体氟化碳(CFx)为正极,具有高能量密度特点。根据新思界产业研究中心发布的
《2024-2029年中国锂氟化碳电池行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,锂氟化碳电池理论能量密度可以达到2180-2190Wh/kg,是一次电池中容量最大的产品类型。除能量密度高以外,锂氟化碳电池还具有放电稳定、自放电低、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点。
锂氟化碳电池的正极材料通常采用氟化石墨。氟化石墨具有优异润滑性,且化学性质稳定,耐高温、耐腐蚀,可用作电极材料,用来生产高能量密度、宽使用温度范围的电池产品。我国氟化石墨行业起步晚,但发展迅速,2010以来产量逐步扩大,目前拥有湖北卓熙氟化股份有限公司、南京先丰纳米材料科技有限公司等生产企业,为锂氟化碳电池行业发展奠定基础。
但氟化石墨的导电性以及与电解液的渗透性较差,易出现电化学极化现象,影响大功率放电性能。因此锂氟化碳电池的正极材料还在不断改进升级,例如对氟化石墨表面进行改性、将碳纳米管进行氟化、对石墨烯进行氟化、对富勒烯进行氟化、氟化膨胀石墨或球形石墨等,以期在提高性能的同时降低成本。
锂氟化碳电池可以制成扣式电池、针式电池、圆柱形电池等形式,用作电源应用在消费电子、可穿戴设备、存储器、发光二极管、医疗器械、健身器材、电子锁、应急信号灯等领域。除此之外,采用先进材料与制造工艺生产的锂氟化碳电池还可以应用在航空航天、国防军工等领域,开发应用价值大。
于2020年发射升空的“天问一号”火星探测器,负责执行我国首次火星探测任务。火星表面情况复杂,为提供强劲动力以顺利完成任务,火星探测器的电源要求极高。“天问一号”火星探测器采用的是中电力神18所研制的锂氟化碳电池组,这表明我国锂氟化碳电池研制能力已经达到国际先进水平。
新思界
行业分析人士表示,在锂电池产品中,锂氟化碳电池是最早进入市场的采用固体正极的一次电池,但不可充电限制了其应用领域的拓展。我国已有科学家在研究新型氟化碳正极材料,目的是制造锂氟化碳二次电池。例如中国航发北京航空材料研究院、北京石墨烯技术研究院有限公司科学家开发出氟化碳-硫复合正极材料,在实现能量密度和功率密度提高的同时,还具有二次可逆循环充放电能力。这使得锂氟化碳电池未来发展空间进一步增大。