UNSW提议重复运用轿车粉碎机残渣中的硬碳 用作钠离子电池的阳极资料

时间: 2024-01-18 来源:木材剥皮机

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  盖世轿车讯 据外国媒体报道,来自澳大利亚新南威尔士大学悉尼分校的(UNSW Sydney)的研讨人员在期刊《Power Sources》上宣布了一篇敞开获取论文。陈述称,可运用从轿车粉碎机残渣(ASR)中提取的硬碳作为钠离子电池(NIB)适宜的阳极电活性资料。

  作为NIB阳极资料的石墨的局限性为其他碳质资料用作NIB阳极资料铺平了路途。例如,各种非石墨碳质资料(如硬碳、软碳和无定形碳)已作为NIB的阳极资料来了测验。在所有这些碳质资猜中,硬碳因为其高热稳定性、低成本和可用性而遭到关心。硬碳由随机取向的微区和松懈堆叠的石墨烯层组成,层距离比石墨大。在硬碳中,Na+离子可以很容易地贮存在胀大石墨层、石墨烯平面的缺点以及随机堆叠的石墨层之间的纳米空地中。

  硬碳的大层距离在Na+离子刺进进程中起到缓冲作用,因为它有助于防止Na+离子刺进引起的体积改变。相反,与硬碳比较,软碳具有更少数的纳米空地和更小的层距离。虽然软碳含有一定量的乱层碳,但软碳中的Na+离子存储量低于硬碳。

  关于石墨来说,状况要糟糕得多。有序堆叠的石墨烯层和不存在纳米空地使得石墨可以在石墨烯边际贮存极少数的Na+离子。硬碳共同的微观结构有利于电化学操作的流程中NIB中的钠化/脱钠进程。最近对硬碳的研讨标明,大多数硬碳作为NIB阳极资料供给的比容量在200mAh/g至300mAh/g之间。

  全球每年会发生约5000万吨作废车辆(ELV)。而ELV一般含有70-75%黑色金属、5%有色金属和20-25%轿车破碎残渣(ASR)。研讨人员标明,估计到2030年末,ASR的产值将到达900万吨。ASR一般包括塑料(35–55%)、橡胶(10–20%)、木材(15–40%)以及纺织品和其他资料(5–15%)。

  在这项研讨中,在700 °C、900 °C和1100 °C下由ASR组成了三种碳资料。经过一步选择性热转化制备的ASR衍僵硬碳含有缺点、杂原子、纳米孔和具有扩展层距离的有序碳区域。在所有硬碳中,1100℃下组成的硬碳因为其改进的结构和形状特性而表现出更好的电化学功能。

  电化学研讨标明,在1100 ℃下组成的硬碳在电流密度为10 mA/g时供给了434 mAh/g的初始可逆容量,100次循环后容量坚持率为53%。


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