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你相信兰炭还能做电池吗?

日期: 2018-10-29
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锂离子电池是目前比能量最高的一种便携式化学电源,随着当今电子设备小型化和微型化的飞速发展,锂离子电池的研究与应用也越来越得到重视,开发锂离子电池的主要任务之一是寻找一种特殊的负极材料。

目前所使用的锂离子负极材料多为石墨类材料,然而传统方法制得的石墨材料虽然具有较高的充放电容量,但是倍率性能较差,且与电解液的兼容性不太好,长时间的充放电容量衰减严重,影响使用。

在兰炭生产过程中,其兰炭末(<3mm)产量约占总产量的5%,由于目前对兰炭末未能合理有效地开发利用,致使兰炭末虽价廉但滞销。为了提升兰炭末的商业价值,柳永宁教授等提供了一种利用兰炭固体废弃物制备的锂离子电池负极材料及其制备方法。其具体制备方法是:

(1)利用兰炭固体废弃物制备锂离子电池负极材料的技术方案有两种:一是,以兰炭末为原材料,球磨造粒,将球磨后的兰炭粉末与NaOH按质量比1:1混合后在管式炉中、氩气保护下850℃焙烧1.5h,再用热的去离子水洗至中性,添加一定量的无定型硼粉(4%~10%)进行高温热处理;二是,以兰炭焦末为原材料,球磨造粒后,不经过碱焙烧除杂,直接添加一定量的硼(4%~10%)进行高温(2100~2700℃)热处理。

(2)将由以上方法所制得的材料在黏结剂聚偏氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮溶液中分散均匀,涂布在铜箔上70℃真空干燥21h后制得电极,在手套箱中组装成电池后测试。

(3)为防止在球磨过程中不引入其他杂质,球磨时所用的球磨罐及磨球一般为玛瑙质地。

(4)所用黏结剂为聚偏氟乙烯(PVDF),黏结剂含量为6%~14%,优选为10%。

(5)热处理后的活性材料、导电炭黑与黏结剂溶液进行均匀混合,将混合液均匀地涂布在铜箔上,70℃真空干燥。

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