废旧石墨回收及其储能应用的研究进展

本文对从废旧锂离子电池中获得的电池级石墨的回收和再生进行了广泛的分析。其主要目的是应对供需挑战,最大限度地减少环境污染。该综述主要包括获得、分离、纯化和再生废石墨的方法,以确保其可适用于高质量的储能为目的。为了提高石墨回收效率和去除残留污染物,研究者们探索了热处理、溶剂溶解和超声波处理等技术。本综述进一步评估了湿法和火法冶金的净化和再生方法,考虑了它们对环境的影响和能源消耗等问题。为了可持续和成本效益的提高,可以采用无酸纯化和低温石墨化。讨论了锂离子电池和超级电容器中再生石墨的具体要求,强调了包括酸浸、高温处理和表面涂层在内的回收工艺。这篇综述为开发高效和可持续的储能系统、解决环境问题和满足日益增长的石墨需求提供了宝贵的信息。

酚醛树脂包覆改性对废旧石墨负极材料结构与18650电池性能的影响

采用液相浸渍的方法,以5%~8%酚醛树脂(包覆量为质量分数,下同)为包覆碳源,废旧石墨作为核壳结构的核,经过850℃、4h高温热处理,制得核壳结构的酚醛树脂热解碳/废旧石墨复合材料。通过XRD、SEM、拉曼、BET等检测手段研究碳包覆改性对石墨样品的微观形貌、近表面区域结构以及以该复合材料为负极的18650型电池的高温、常温荷电保持率和电化学性能的影响。结果表明,酚醛树脂包覆碳化之后,石墨颗粒的表面形貌变得光滑,材料的石墨化度降低。电池的高温、常温荷电保持率从未包覆时的85%和82.4%提高到93.8%和91.2%。酚醛树脂包覆量为8%时,循环稳定性最好,1C循环1000次后,容量保持率仍有91.5%。

沥青包覆改性对废旧石墨负极材料结构与电化学性能的影响

为实现对退役锂离子电池中废旧石墨负极材料的有效回收再生,以沥青作为改性剂对废旧石墨进行修复改性。采用液相浸渍法,在废旧石墨表面包覆质量分数为1%~10%的沥青,经过1200℃下1 h的高温热处理制备沥青热解碳/石墨复合材料。采用XRD、拉曼、BET、XPS、SEM、电化学测试系统等检测分析方法研究了沥青包覆涂层对修复材料的微观结构及电化学性能的影响。结果显示,沥青热解碳均匀地包覆在石墨颗粒表面。这种修复改性使得材料的石墨化度发生了变化;材料平均比表面积降低;晶面间距变大;电化学性能也得到明显提高。其中1%包覆量改性的石墨负极材料在0.1C下的首圈不可逆容量损失只有17.9 mAh/g,首次充放电效率达到96%,在0.1C下经过250圈充放电循环后容量保持率为98%。

废旧石墨替代焦炭生产实践

某公司火法炼锌主体设备蒸馏炉开炉时多年来一直沿用焦炭作填充物,本文介绍了利用废旧石墨替代焦炭的生产实践及其技术条件控制。实践表明,该方法节能效果好,同时改善了操作环境,设备运行稳定。

废旧三元锂电池石墨负极电化学除杂及其性能研究

随着新能源汽车迅速发展,动力锂离子电池应用越来越广泛,大量锂电池也迎来退役高峰期,废旧锂电池的回收综合利用引起各国高度关注。废旧锂电池石墨负极层状结构基本未变化,因此回收时不需高温石墨化,只需关注其内部杂质的去除。本文将废旧石墨负极进行热处理、超声分离和酸浸处理后,创新性地采用电化学处理将内部金属杂质深度去除。对比不同回收阶段的石墨,发现石墨中有机杂质的存在会严重影响各项电化学性能,微量Cu、Fe等无机杂质的存在对初始放电比容量影响不大,但会降低石墨的循环稳定性。最终回收的石墨内部主要金属杂质含量低于20 mg/kg,在0.1 C倍率下放电比容量达到358.7 mAh/g,循环150圈后容量保持率为95.85%。对比已报道的废旧石墨回收方法,此方法可深度去除石墨负极内部杂质,解决了目前酸碱用量大、除杂不彻底、能耗高等问题,回收再生石墨负极电化学性能较好,为废旧锂电池石墨负极提供了一条新的回收再生路径。