特种石墨尾料用作锂离子电池负极的研究
2018-04-04崔正威李轩科田家利袁观明董志军
武汉科技大学学报 2018年2期
崔正威,李轩科,田家利,丛 野,袁观明,董志军,张 江
(1.武汉科技大学化学与化工学院,湖北 武汉,430081;2.武汉科技大学煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室,湖北 武汉,430081;3.江西宁新新材料股份有限公司,江西 宜春,330700)
锂离子电池是通过锂离子在正负极间可逆的嵌入和脱出进行能量储存和释放的一种二次电池体系,负极材料一直是该体系中重点研究对象。目前,虽然硅碳、锡碳等新型负极材料层出不穷[1-3],但市场上仍然以石墨类负极材料占主导地位。同时,石墨行业中常见的石墨电极、石墨模具、石墨坩埚等石墨制品的骨料和黏结剂均为易石墨化的软炭材料,可以满足锂离子电池负极材料的生产要求。而石墨制品的成品多为机械加工而成,生产过程中会产生大量的边角料和切削屑。若能将这些废品回收,通过进一步处理后用作锂离子电池负极材料,不仅能降低生产成本、节能、节材和减少环境污染,而且可以同时促进石墨和负极材料行业的提质增效。长期以来,研究人员对电炭行业废料、废人造石墨、兰炭末等工业废物在负极材料中的应用进行了有益探索[4-7]。但随着市场对负极材料品质要求的不断提高,负极材料制备对原料的选择日渐苛刻,具有高纯度、高密度、高强度的特种石墨有望成为满足目前市场需求的候选材料。
特种石墨制品在生产过程中一般使用艾奇逊炉进行高温处理,这种炉型工作时温度场不均匀,温度梯度较大[8],不能将材料的电化学潜能完全释放且有可能造成材料性能重现性较差。……
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