锂/氟化碳（Li/CFx）一次电池因其高能量密度（2180 Wh/kg）,稳定的放电电压,宽工作温度范围,高安全性等优点,被广泛应用于电子设备、医疗器械、航空航天等领域。锂氟化碳电池的放电比容量依赖于正极氟化碳材料的氟含量,但高含氟量会导致氟化碳材料的电子、离子导电性变差,这使得电池产生较大电极极化且倍率性能下降,进而大大限制了电池的应用。为了解决锂氟化碳电池比容量与倍率性能不能兼顾的问题,本研究从氟化碳材料的等离子体表面改性优化和等离子体增强的氟化方法开发两个方面对氟化碳材料进行了研究。在氟化碳材料的改性优化方面,分别使用高密度氮气、氢气等离子体改性商用氟化碳材料。等离子体减薄了氟化碳材料的表面高氟层,提高了表面碳含量,增加了高电化学活性的半离子碳氟键,降低了碳氟键键能,使得电池在4 C电流密度下的放电电压平台及倍率性能均有所提高。为进一步提升氟化碳材料的电化学性能,本研究开发了一种低温、高效、高安全的等离子体增强氟化新方法,制备得到高性能的氟化石墨类材料。其中比表面积较小、片层较多的石墨材料在氟化后含氟量较低,比表面积变化较小,表面碳氟键键能较大。而比表面积较大、片层较少的膨胀石墨和石墨烯在氟化后含氟量较高,比表面积变化极大,表面碳氟键键能较小。作为锂一次电池正极时,等离子体氟化石墨烯在0.1 A/g下放电有890.9 m Ah/g比容量（截止电压1.5 V）,放电电压平台为2.5 V,且在10 A/g下获得了838.3 m Ah/g的高比容量及2.1 V的放电电压平台,容量衰减仅为5.9%。特别地,对价格低廉的膨胀石墨进行等离子体增强氟化,获得了877.7 m Ah/g比容量和2.6 V的放电电压平台,并组装了软包电池,比容量达到771.4 m Ah/g。进一步地,评估了氟化膨胀石墨的低温性能,其扣式电池在-20℃低温下展示了617.2 m Ah/g比容量（0.1 A/g）。综上,本工作研究了基于等离子体技术的氟化碳材料后改性优化和氟化新方法,获得了兼具高能量密度与倍率性能的氟化碳正极材料,为高性能氟化碳正极材料的制备提供了一种新思路。