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Carbon coating of air-sensitive insulating transition metal fluorides:An example study on α-Li3FeF6 high-performance cathode for lithium ion batteries

引用

Journal of Materials Science & Technology 2020年第20期52卷 107-115页

作者： Anna Basa Sławomir Wojtulewski Beata Kalska-Szostko Maciej Perkowski Elena Gonzalo olga chernyayeva Alois Kuhn Flaviano García-Alvarado Institute of Chemistry University of Bialystokul.K.Ciolkowskiego 1K15-245 BialystokPoland Departamento de Química y Bioquímica Facultad de FarmaciaUniversidad CEU San Pablo28668 Boadilla del MonteMadridSpain Polish Institute of Physical Chemistry Kasprzaka St.44/5201-224 WarsawPoland CIC Energigune Parque Tecnologico de Alava01510 MinanoAlavaSpain

Li_(3)FeF_(6)has been the focus of research of fluorine-based cathode materials for lithium-ion *** of the low electronic conductivity of Li3 FeF6,the decrease of particle size,by an energyconsuming long-time ball milling process with carbon,is necessary to achieve a high electrochemical *** most successful method to enhance electrochemical activity,carbon coating,seemed to be impracticable,so far,for sensitive fluorides like Li3 *** this work,carbon coating on Li3 FeF6 particles has been successfully achieved for the first time,while avoiding both extended hydrolysis and Fe(Ⅲ)-Fe(Ⅱ)*** heat treatment and atmosphere,yielding the maximal transformation of organic carbon to both graphitised and disordered carbon,has been *** coating,with a thickness of approximately 2.5 nm,has been achieved by controlled thermal decomposition of glucose,under air,at 300℃.Raman and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)experiments have proved the existence of carbon and Fe2O3 on the surface of Li3FeF6 *** spectroscopy indicates the presence of organic residues from glucose *** to further reduce the orga nic carbon content results in a decrease of the amorphous carbon coating *** carbon-coated Li3 FeF6 nanoparticles deliver 122 mA h g^(-1)(85%of theoretical capacity)significantly higher than that of a noncoated sample(58 mA h g^(-1)).Even more,a significant beneficial effect of carbon coating on both capacity retention and coulombic efficiency is observed.

关键词： Lithium iron fluoride Hydrolysable fluoride Lithium battery Cathode Carbon coating

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