来自美国橡树岭国家实验室(ORNL)的科研人员,从抛弃轿车轮胎获取炭黑,并恰当调理其微观结构特征,加工出应用在锂离子电池组上的高功能、低成本碳素阳极资料。
这篇有关电化学的专业论文宣布在RSC Advances期刊上,研讨显现从废旧轮胎搜集原资料制作的碳素阳极在经历过100次充放电循环后,仍然具有挨近390毫安时/克的可逆电容量,该数据要优于现在市场上出售的最优质石墨资料。研讨人员以为如此拔尖的功能体现,得益于轮胎中碳元素绝无仅有的微观结构;阳极资料来源于硫化轮胎橡胶和规范轮胎橡胶中的碳物质,二者开始的库伦功率值别离到达71%和45%。从废旧轿车轮胎橡胶中提取高功能碳资料,开发出在能量贮存方面的潜在使用价值,对轮胎橡胶的循环运用增加了一条新路途。
ORNL研讨团队经过一项享有专利认证的预处理技能,获得热解炭黑资料,特性与石墨类似,差异在于前者是人工制作的。微粒化的轮胎橡胶首要要在高温发烟硫酸池中被溶化,得到硫化橡胶悬浮液,然后进行过滤、清洗操作,再压缩成固体实心块。在氮气环境下高温分化固体块,得到硫化橡胶粉末;碳化过程中对资料进行恰当的工艺处理,就可以收成具有较高外外表积的热解炭黑复合资料。为了避免金属粒子等潜在杂质混入炭黑粉末中,出产的橡胶粉末在加工流程中需要用酸性溶液进行清洗。
选用化学预处理的手法,由橡胶加工出的碳晶体产值会更大。可是这种碳精资料直径3到5纳米的孔隙很少,非常重要的纳米孔隙(直径小于2纳米)也几乎没有,减少了相对外表积,像是对石墨资料进行简略的有序摆放。而使用旧轮胎加工碳素阳极的技能旨在,开发低成本、环境友好型的碳素复合阳极资料,而且确保更大的外外表积、更好的功能体现以及长期的安稳可靠性。
研讨人员正全力测验一套出产工艺,意图在于收回更大份额的碳素资料,并验证该炭黑资料作为软包装锂离子电池组阳极的可行性。研讨人员还预期这种新式炭黑阳极资料的锂电池,在价格方面比市道常见的石墨阳极电池要低一些。ORNL方案与美国企业协作,以获得这项立异技能的授权,然后为轿车、电力、医药、军事等职业出产锂离子电池组,别的还有一些潜在应用领域,包含水净化以及气体吸收和贮存。ORNL已近在项目投标网站FedBizOpps打出宣扬语“专为锂离子电池组打造的低成本碳素阳极”,该宣扬将继续到9月15日。