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泡沫颗粒有什么用?可以做成锂电池
点击次数:74 发布时间:2020-08-27

    泡沫颗粒(packingpeanuts)被制成了可以用于锂电池的电极,而且这种电极与传统石墨电极相比性能更优。这项研究成果近日在第249届美国化学学会全国会议上进行了发表。

    如今,大多数锂离子电池的负极都是由石墨制成的。锂离子存在于电池的电解液中,在充电时,这些离子会“嵌入”到石墨电极当中。而现在,普渡大学的研究者们分别利用聚苯乙烯泡沫塑料颗粒和淀粉基泡沫塑料颗粒制成了新型的碳纳米微粒和微片(microsheet)电极。

    “作为运输包装填充物,泡沫塑料颗粒在全球范围内被广泛使用。但是它难以降解,而且循环利用率只有大约10%。”波尔说:“这些泡沫颗粒的密度很小,进行回收时需要很大的容器来存放。回收所需的成本很高,却没有什么利润。”

    结果,废弃泡沫塑料颗粒经常是作为垃圾填埋,而它们在填埋后的数十年内都不会降解。虽然淀粉基的泡沫塑料颗粒比聚苯乙烯的材料更容易降解,但是其中添加的化学物质依然会进入土壤和水系,产生潜在的环境威胁。

    而这种新工艺则将有望解决泡沫材料的回收问题。这种加工工艺非常简单直接,它只需要在惰性气体的环境中将泡沫颗粒加热到500~900℃即可,有时还需要加入过渡金属盐类作为催化剂。在经过加热之后,就可以将泡沫材料转化成碳纳米颗粒和微片,并最终制成锂电池所需的碳电极。

    这项无害化工艺成本低廉,有潜力应用于大规模生产。而且分析数据显示,这种电有比传统石墨电极更加优越的电化学性能。在锂电池充电和放电的过程中,锂离子要经历“嵌入”到电极结构中,以及从中“脱嵌”的过程。因此,电极材料容纳锂离子的能力就会成为影响电池性能的关键因素。而新型电极中多孔的微观结构使得它能够拥有更好的锂离子“存储”能力。
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