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1. 研究目的与意义（文献综述）
在二十一世纪初，随着工业的不断发展，传统的化石能源储备不断下降，及其所带来的污染严重影响了人类的可持续发展，而电能作为一种清洁能源必将取代传统化石能源。
锂电池作为一种新型储能电池在近几十年来一直受到各界的广泛关注，因其具有使用寿命长、高能量、低能耗、绿色环保等优点，已经应用于手机、笔记本电脑、数码相机、电动车、电动工具、新能源汽车等行业。随着电子产品的不断更新换代以及电动汽车取代内燃机汽车的趋势，锂电池需要改进以满足下一代轻型、大容量电子产品的需求。传统的正极材料难以满足其能量密度的需求，因此需要开发新型的高比容量的正极材料。
氟化铝因其理论比容量达到了957mah g-1 ,高于目前多数商业化的正极材料，且其原料来源丰富、性质稳定、对环境无污染等优点，有望作为新型锂电池正极材料。nathan owen 等以商业化氟化铝为原料，制备了可充电锂电池。充放电结果表明，大多数样品在2v电压下的初始容量超过900mah g-1,比能量密度超过7405 kj kg-1,高于许多商业材料。充放电循环结果表明，初始容量大，但容量衰减快。氟化铝的可逆转化反应是在放电过程中alf3还原成lif和al，放电后al又被氧化形成alf3和li。研究发现，由于纳米lif和al颗粒的产生所产生的较大的表面/界面能以及从初始颗粒到还原相的较大尺寸的缩小，并不是所有的alf3都会被氧化。由于alf3、lif和lipf6的反应产生了不需要的li3alf6，这也降低了循环能力。南京航天航空大学的张林以商业氟化铝为原材料,通过高能球磨法将材料颗粒细化到100nm附近。对球磨后的氟化铝进行表征和电化学性能分析,并通过碳包覆氟化铝材料对其进行电化学性能的改善。结果表明氟化铝进行纳米化以后,电活性表面积增加以及电子和离子通过的路径更小,降低了浓度极化,使得氟化铝的电化学性能与购买的原材料氟化铝相比有了较大程度的改善。以购买的商业氟化铝和前面经过球磨后的氟化铝为原材料,制备碳包覆氟化铝材料。对制备的碳包覆氟化铝 进行表征和电化学性能分析。结果表明:碳包覆后的氟化铝材料的电化学性能有所提升,特别是经过球磨达到纳米化后再碳包覆的氟化铝材料的电化学性能更好。通过碳包覆后,氟化铝的导电性增强,浓度极化进一步降低；并且该碳层防止氟化铝与电解质的直接接触,从而在特定的电流密度下可以达到更高的容量。
2. 研究的基本内容与方案
（1）研究内容及目标
通过文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系。
通过湿化学法合成氟化铝正极材料，并研究其制备工艺（烧结温度、烧结时间等）对产物的结构、形貌的影响，优化氟化铝的合成条件，并将其组装成纽扣电池，分析其与电化学性能的关系。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备；确定实验方案，完成开题报告。
第4－12周：分析合成工艺参数对材料结构和电化学性能的影响。
第13－15周：总结实验数据，完成并修改毕业论文；论文答辩。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] owen n, zhang q. investigations of aluminumfluoride as a new cathode material for lithium-ion batteries[j]. journal ofapplied electrochemistry, 2017 (47): 417-431.
[2] cheng g, hui j y, ahmad n, et al. alf3-modifiedcarbon nanofibers as multifunctional 3d interlayer for stable lithium metalanode[j].chemical communications, 2018(10): 8347-8350.
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