张艳丽，张 强，王晶鑫，谢乐琼，王 莉，谢英鹏，郝永胜，何向明*

(1.沈阳化工大学材料科学与工程学院，辽宁 沈阳 110142；2.清华大学核能与新能源技术研究院，北京 100084)

1 引言

锂离子电池是重要的能量存储器件，目前已经广泛应用于笔记本电脑等便携领域。为了在清洁能源存储和电动汽车领域中推广应用，需要具有更高的能量密度。提高锂离子电池能量密度的关键在于寻找具有更高能量密度的电极材料。金属氟化物通过多电子转化反应而具有较高理论比容量，且因金属-氟化学键具有较高的离子性成分而具有较高电势[1]。在各种金属氟化物中，氟化亚铁(FeF2)是一种潜在的理论高比能量的锂离子电池正极材料[2]。FeF2属金红石晶体结构，空间群为P42/mnm。作为锂离子电池正极材料时，随着放电的进行，在2.66 V电压附近，会发生如下转化反应：FeF2+2Li++2e-=Fe+2LiF，FeF2被还原成金属单质Fe，并形成锂合物LiF；充电过程中LiF发生分解，Fe重新被氧化为FeF2。理论放电比容量为571 mAh g-1，理论放电比能量为1 519 Wh kg-1。但氟化亚铁带隙较大、电子导电率低；在电化学转化反应过程中存在结构和形貌的不断改变和重排、难以保持结构稳定、电极反应动力学缓慢[3]；表现在电化学性能上即为较大极化和电压滞后、循环寿命短、倍率性能较差，阻碍了它的实际应用。

为了克服上述问题，研究者探索了各种改善的途径，如合成固溶体[4-7]、合成纳米孔结构[8]、构建复合材料[9-24]。碳是一种具有极好导电性的材料，已经有多种碳-FeF2复合材料被合成出来。如以……