石墨匣缽是用天然石墨板或人工合成石墨板與氟合成的一種特殊材料,。其分子式為 (CFx)(0.5<X<l),，其表面能極低、電活性極高,，作為電池的活性材料利用率和能密度極高,。吸收熱中子斷面積比其它材料小，也是核反應(yīng)堆不可缺少的重要材料,。由于碳和氟層狀結(jié)構(gòu)的特性,在潤(rùn)滑,、除油、防污,、防水等方面獲得了廣泛應(yīng)用,。

1.高能密原電池材料

石墨匣缽是生產(chǎn)高能密度原電池的新型特種材料,。是電池業(yè)迄今為止獲得的高能密、高穩(wěn)定性,、高利用率的最好材料,。

原電池是由種輕金屬如鋰、鋁作為陰極,，同體石墨匣缽和無(wú)水電解液組成陽(yáng)極的電池,，其使用可靠,放電性能平穩(wěn)，微型,、輕質(zhì),、高效、高能,，是近期出現(xiàn)的新型無(wú)水電池,。

高能密原電池的研制,首先是軍事工業(yè)發(fā)展的需要。為了制造適用的原電池,，最初人們用鋰和鈉作為無(wú)水電極的陰極,，用銅、鎳,、銀等的氟化物和氯化物作為陽(yáng)極材料,，均沒(méi)有得到滿意的結(jié)果。其中對(duì)氟化銅作為陽(yáng)極活性材料研究得最多,，其電流理論能密度為530A/m2左右,。當(dāng)坩其與鋰組成電池時(shí)，能得到高達(dá)3.0 ~ 3.4V的終端電壓,，這比水系原電池電壓高一倍,。但是CuF2有幾個(gè)致命的弱點(diǎn):（1)氟化銅必須有結(jié)晶水存在才穩(wěn)定（CuF2.2H20)。無(wú)水CuF2就不能存在,，而是分解成CuF和CuO,；（2)氟化銅能溶解于電解液中，使活化性能降低,，從而影響電池性能;（3)氟化锏本身嚴(yán)重放電,。存放只幾天，電量就降至50%以下,。且放電后的銅沉淀在鋰負(fù)極上,，造成兩極短路。由于上述原因,， 氟化銅不能滿足實(shí)用要求,，必須另找新的陽(yáng)極活性材料。新的陽(yáng)極活性材料必須滿足： 有較大的電流量,，有較高的電動(dòng)勢(shì)和端電壓,，能迅速放電而不極化,，放電電壓穩(wěn)定，本身不溶解于電解液中,。有人曾對(duì)氟化鎳（NiF2)和氯化鎳（NiCI2)進(jìn)行過(guò)大量研究,。雖然兩者都有.尚能密度： NiF2為560A/m2，NiCl2為410A/m2,。(它們脫水物不穩(wěn)定,，具有吸水特性；并且活化性能很低,，無(wú)法與氟化銅相比,；電池輸出電壓穩(wěn)定性很差，不吋能得到實(shí)用的放電特性,。氣化銀也是一種較好的陽(yáng)極活性材料,。能密度較高，電壓還穩(wěn)定,，但由于價(jià)格昂貴,， 一直未被應(yīng)用。

到目前為止,，石墨匣缽是比較理想的陽(yáng)極材料,。石墨匣缽分子式為（CFX),,(0.5<x <1)。X>0.5的石墨匣缽可以保證能密度在800~860A/m2的范圍內(nèi),。X值從0.62增 到1,，放電電位逐漸降低，似放屯量和穩(wěn)定性都有明顯提高,。因此電池用的氟化心墨合成時(shí),，應(yīng)注意條件的控制和選擇。

在陽(yáng)極上活性材料氟的轉(zhuǎn)換是電池放電的基本反應(yīng),。從電化特性反應(yīng)式可見,，石墨匣缽打良好的放電特性。主要原因可能是由于在石墨板晶格中的氟迅速轉(zhuǎn)移,，使（CF),,轉(zhuǎn) 變成單體活性碳,。這種碳由于放電時(shí)導(dǎo)電性能有提高，為高速平穩(wěn)放電提供了條件,。

幾種陽(yáng)極活性材料石墨匣缽(CF)、氟化銅（CuF:),、氯化銀（Aga)等的放電特性曲線,。從曲線中可看出石墨匣缽具有良好的平穩(wěn)的放電特性，電壓降兒乎為零,，即放電效率高,，接近100%,。氯化銀和氟化銅放電時(shí)電壓降大，放電效率不高,。