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，也是核反應堆不可缺少的重要材料。由于碳和氟層狀結構的特性,在潤滑、除油、防污、防水等方面獲得了廣泛應用。

1.高能密原電池材料

石墨匣缽是生產高能密度原電池的新型特種材料。是電池業迄今為止獲得的高能密、高穩定性、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，同體石墨匣缽和無水電解液組成陽極的電池，其使用可靠,放電性能平穩，微型、輕質、高效、高能，是近期出現的新型無水電池。

高能密原電池的研制,首先是軍事工業發展的需要。為了制造適用的原電池，最初人們用鋰和鈉作為無水電極的陰極，用銅、鎳、銀等的氟化物和氯化物作為陽極材料，均沒有得到滿意的結果。其中對氟化銅作為陽極活性材料研究得最多，其電流理論能密度為530A/m2左右。當坩其與鋰組成電池時，能得到高達3.0 ~ 3.4V的終端電壓，這比水系原電池電壓高一倍。但是CuF2有幾個致命的弱點:（1)氟化銅必須有結晶水存在才穩定（CuF2.2H20)。無水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極上，造成兩極短路。由于上述原因， 氟化銅不能滿足實用要求，必須另找新的陽極活性材料。新的陽極活性材料必須滿足： 有較大的電流量，有較高的電動勢和端電壓，能迅速放電而不極化，放電電壓穩定，本身不溶解于電解液中。有人曾對氟化鎳（NiF2)和氯化鎳（NiCI2)進行過大量研究。雖然兩者都有.尚能密度： NiF2為560A/m2，NiCl2為410A/m2。(它們脫水物不穩定，具有吸水特性；并且活化性能很低，無法與氟化銅相比；電池輸出電壓穩定性很差，不吋能得到實用的放電特性。氣化銀也是一種較好的陽極活性材料。能密度較高，電壓還穩定，但由于價格昂貴， 一直未被應用。

到目前為止，石墨匣缽是比較理想的陽極材料。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。X值從0.62增 到1，放電電位逐漸降低，似放屯量和穩定性都有明顯提高。因此電池用的氟化心墨合成時，應注意條件的控制和選擇。

在陽極上活性材料氟的轉換是電池放電的基本反應。從電化特性反應式可見，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移，使（CF),,轉 變成單體活性碳。這種碳由于放電時導電性能有提高，為高速平穩放電提供了條件。

幾種陽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電壓降大，放電效率不高。