反响机理的不明确和功率功能的不抱负阻止了先进锂/氟化碳（Li/CFx）电池的逐渐开展。本文，浙江大学吴大转 教授、湘潭大学潘俊安 副教授、欧阳晓平 教授等在《Small》期刊宣布名为“Revealing the Mechano-Electrochemical Coupling Behavior and Discharge Mechanism of Fluorinated Carbon Cathodes toward High-Power Lithium Primary Batteries”的论文，研讨运用数字图画相关（DIC）技能、电化学办法和理论方程，经过原位监测应变/应力，研讨了CFx阴极的机械-电化学耦合行为。DIC监测依据成果得出了平面应变的散布和动态演化，并显示出与资料结构和放电速率的密切联系。在 0.5C下，彻底放电的二维氟化石墨烯纳米片（FGNSs）的均匀平面主应变为 0.50%，仅为传统块状结构 CFx 的 38.5%。
此外，放电前后的微观结构和成分表征也证明了 FGNSs 优胜的结构稳定性。依据理论方程计算了平面应力演化，并研讨和评论了电化学和机械要素的奉献。随后，从力学视点提出了 CFx 电极与结构相关的三区放电机制。此外，还运用原位DIC监测了放电过程中构成的 Li/FGNSs袋状电池的外表变形。该研讨提醒了锂/CFx 电池的放电机制，有助于先进 CFx 资料的规划。
图1、a) CF 和 b) FGNS 的 FE-SEM 图画（插图：低倍 FE-SEM 图画）。c) 样品的 XRD 图、d) 傅立叶改换红外光谱和 e) N2 吸附-解吸等温线（插图：孔径散布曲线）。f) CF 和 g) FGNS 在不同放电速率下的静电放电曲线。i) FGNS 与其他依据 CFx 的阴极的电化学功能（放电速率和功率密度）比较。
图4、a) 依据非触摸式 DIC 丈量的原位应变检测体系示意图。b) 喷涂在电极外表的斑驳图画的 FE-SEM 图画。c) 喷涂了斑驳图画的电极的光学相片（插图：在电解液中浸泡 24 小时后）。d) εxx、e) εyy 和 f) ε1 在不同 DOD 水平下的应变等值线图，经过原位 DIC 丈量取得。
图5、a) 原位电池中电极的放电曲线C时的 FGNSs 和 1C度时的 FGNS所选矩形区域的均匀平面应变改变。
图7、a) 袋状电池的静电放电曲线（插图：袋状电池及其外表 DIC 剖析区域的相片）。b) 五个代表性点的平面应变改变。
为了研讨资料结构和放电速率对机械-电化学耦合的影响，制备了具有高电子传导性的新式二维 FGNS，其电化学功能和微观结构演化成果证明了这样一种资料具有优异的功率特性和结构稳定性。运用非触摸式 DIC 技能实时监测了 CFx 电极和 Li/CFx 袋式电池在放电过程中的应变演化。建立了应变与电化学特性之间的耦合联系，并体系地研讨了资料结构和放电速率对应变演化的影响。依据测得的 DIC 数据，运用机械-电化学构成方程进一步计算了 CFx 电极外表应力的演化，并剖析了机械和电化学要素引起的应力对均匀应力的奉献。在 0.5 C 时，FGNSs 电极外表的应力估量为 0.62 MPa，显着低于 CF 电极外表的应力（即 3.12 MPa）。当放电速率增加到1C时，FGNSs电极上的应力仅为1.56MPa。
此外，CF电极中的电化学诱导应力高于机械诱导应力，因而标明电化学要素的及其重要的效果。一起，作者从力学方面动身，依据结构相关和速率相关的机械电化学耦合功能，提出了CFx资料的三区放电机制。咱们的研讨为高功率CFx阴极的实践规划供给了根本的见地，并可能为研讨与电化学、应变和应力耦合的放电机制供给根底。
