氟离子电池
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2025-01-06
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作者：chemindole
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（1）氟离子直径小于 Li+，远小于 Cl-，所以运动速度远优于 Li+和Cl-。
（2）专用电解液： 这个工业化很容易实现，如果采用四甲基氟化铵和 N，N-二
甲基三氟乙酰胺的电解液，-30 度~130 度F-离子运动非常好。由于 F离子具有最
强的电负性-4.1，全是自由离子状态存在，运动阻力最小。
（3）氯离子电池和 Na 离子电池都是一些吹牛电池，不可能实用；Cl 离子电负
性太小，所以充电很容易被还原为剧毒的氯气；氟离子具有最强的电负性，所
以不会被还原为氟气而损耗。
文献采用含氟醚是一种起步研究的配方，还有大量优化改进。
本人 2013 年开始研究氟镁电池，搜索“氟镁电池”就有我的介绍。由氟化锰和
MgF2 配对，理论能量密度确实很高，研究中的主要问题：
1：放电容量低： MgF2 和MnF2 导电不佳，没有橄榄石晶形结构，F离子脱嵌
很不容易，影响了放电容量和循环性能；如果 MgF2 晶形很大，晶粒内的 F-不
参与电池反应。
2：循环性能不佳：由于没有橄榄石结构，充放电后 MgF2 晶形会坍陷，大量
Mg/Mn 不再参与反应。
本田的技术难题也卡在这里。解决的方向是：发明一种可聚合有机导电材料，
和纳米级 MgF2 或MnF2 聚合为 50nm 以下房间的高层建筑电极，MgF2 或MnF2
被固定在纳米房间内，不会晶粒长大，充放电完全，也不影响循环性能。
如果采用炭黑类导电掺杂剂，MgF2 晶粒会长大，放电容量迅速劣化。
目前，我已经在有机合成“29 环的可聚合石墨烯”，这样和纳米 MgF2 混合聚合
后，就能形成纳米房间的导电高层建筑电极；利用石墨烯片的刚性墙壁限制晶
粒长大。
电解液不是问题，由于采用四甲基氟化铵和 N，N-二甲基三氟乙酰胺的电解液，
是不会燃烧的；安全绝对有保障。三氟甲基酰胺类溶剂，介电常数大于 30，对
四甲基氟化铵溶解很好；由于三氟甲基的存在，是不燃烧的；
我没有用过醚类溶剂，醚类溶剂对四甲基氟化铵溶解很差，不知道本田为何用
醚类溶剂，还是本田故意误导？
我的氟镁电池模型如下：
氟镁电池结构很简单，关键是扩散电极的制备。
电解质： 四甲基氟化铵，最小的氟离子季铵盐，100 度以下稳定不分解。
溶剂： NN-二甲基三氟甲基酰胺，沸点稍低（138 度），不燃烧。简单化学品。
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氟离子电池的原理
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