煤系沥青包覆再生石墨微观构造及电化学性能

石墨负极材料易在石墨层间与电解液发生共嵌入导致石墨层膨胀、粉化脱落,严重影响石墨负极材料的循环稳定性。利用沥青对石墨负极进行包覆,形成不定型碳层包覆的“核壳”结构,可减少石墨层的膨胀脱落,提高石墨负极材料的电化学性能。以中温煤焦油沥青为原料,通过空气氧化和聚合交联制备得到高结焦值、高软化点的包覆沥青。通过液相包覆方法,考察了对再生石墨负极的包覆性能。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、氮气吸附、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法分析了再生石墨包覆形貌与界面微观结构变化,并对材料电化学性能进行了测试。结果表明,沥青包覆可有效完善再生石墨微观构造。随着沥青包覆量的增加,石墨表面缺陷减少,比表面积和孔容降低;炭化后包覆界面形成不定型碳层,包覆界面无序度随沥青包覆量的增加而升高。不定型碳包覆层的形成显著提高了石墨负极性能,包覆12%沥青的再生石墨比容量达到450 mA·h/g,相比未包覆石墨提升140 mA·h/g;沥青包覆石墨负极首次库伦效率增加11.5%,并且循环稳定性获得改善;在5 A·h下比容量提高至285 mA·h/g,相比未包覆再生石墨提高242.8 mA·h/g,倍率性能突出。

再生石墨增强水泥基复合材料的力学性能和电学性能研究

水泥的水化过程复杂,生成的产物也较复杂,因此其微观结构难以控制,水泥基复合材料的力学性能和电学性能较差。为了改善水泥基复合材料的力学性能和电学性能,采用搅拌的方式将再生石墨粉加入到水泥砂浆中,最终制得再生石墨-水泥基复合材料。通过对再生石墨-水泥基复合材料的抗折强度、抗压强度以及电阻率的测试,发现掺入适当的再生石墨,可以增强水泥基复合材料的力学性能和电学性能。

锂电池回收再生石墨增强水泥性能研究

废弃锂离子电池的负极活性材料主要为石墨,现阶段对于废弃锂离子电池中的石墨主要采用填埋等方法进行处理,造成了资源的浪费和环境的污染。现有的研究表明,废弃锂离子电池中的石墨经高温热解及酸浸处理后可以得到纯净的再生石墨,采用再生石墨增强水泥基复合材料的力学性能和电学性能。结果表明:再生石墨的引入可以增强材料的抗压性能和抗折性能,最大增幅分别达到了57.3%和84.4%。此外,再生石墨的加入有效降低了材料的电阻率,减少了极化时间,当再生石墨的掺加量为3%时,养护28 d后材料的电阻率仅为249Ω·cm。该复合材料还具有典型的压敏特性。所制备的复合材料有望用于混凝土材料结构的实时动态监测。此外,对于废弃锂离子电池的全组分回收利用及功能水泥材料的研发具有重要意义。

冻融与氯盐侵蚀耦合作用下GO-RAC的耐久性能

通过混凝土抗冻性快冻法试验,研究了氧化石墨烯再生粗骨料混凝土(GO-RAC)在冻融循环与氯盐侵蚀耦合作用下的耐久性能,测试分析了GO-RAC的相对动弹性模量、质量损失率、抗压强度及氯离子侵蚀情况.结果表明:冻融循环与氯盐侵蚀的耦合作用加速了再生粗骨料混凝土(RAC)的劣化损伤,经历72次冻融循环后不同GO掺量GO-RAC的相对动弹性模量均降至其初始值的60%以下,宏观劣化程度较普通RAC有不同程度的降低;由于耦合初期侵蚀产物的填充致密效应,GO-RAC的抗压强度呈现先增大后减小的趋势;GO-RAC在冻融循环与氯盐侵蚀耦合作用下的Cl-分布符合Fick第二定律,表面的Cl-质量比随着耦合次数的增加呈指数形式增大,扩散系数随着耦合次数的增加先减小后增大.

废旧磷酸铁锂电池负极材料湿法回收利用研究

为探究磷酸铁锂电池负极材料高效、经济的回收工艺,以废旧磷酸铁锂电池中拆分后收集到的负极粉为原料,分别使用质量分数为2%、5%、10%的三种不同的稀酸(HCl、HNO_(3)、H_(2)SO_(4))对负极粉进行多次洗涤除杂,经管式炉1000℃高温煅烧后得到再生负极材料,再通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)对再生负极粉进行表征,最后对其充放电性能进行了研究。结果显示:经5%H_(2)SO_(4)洗涤、高温煅烧后的石墨再生负极材料的电化学性能最佳,达到了负极材料回收再利用的要求。