如何利用废旧锂电池的负极石墨制备石墨烯?


来源:中国粉体网   平安

[导读]  这种设计提供了回收退役锂离子电池的新途径,并有可能加速石墨烯和衍生产品的开发。

中国粉体网讯  粉体网小编从能源学人处获悉,弗吉尼亚大学李晓东教授等人认为同时解决废电池和石墨开采的环境问题的合理策略是直接使用报废电池电极制造石墨烯。实验表明电池充电和放电期间的锂离子嵌入和脱嵌会导致石墨粉末的晶格结构不规则地膨胀,这种晶格膨胀可以被认为是由石墨预制石墨烯,因为它可以削弱石墨层间范德华力并促进了剥离。

与普通石墨粉相比,使用负极石墨,石墨烯的生产率提高了四倍。当进一步酸化处理后,石墨烯的生产率大大提高了83.7%(比原始石墨粉的十倍高)。生产的石墨烯片可保持完整的晶体结构。这种设计提供了回收退役锂离子电池的新途径,并有可能加速石墨烯和衍生产品的开发。那么如何利用废旧锂电池的负极石墨制备石墨烯呢?粉体网小编检索了国内的相关专利,发现有以下几种方法:

1、一种废旧锂离子电池回收再生石墨烯的方法

申请(专利权)人:清华大学深圳研究生院

本发明包括以下步骤:



本发明可实现锂离子电池的产业化回收以及石墨负极的高附加值再生为石墨烯材料,具有较强的应用前景和可行性,可产生较大的经济效益和社会效益。

2、一种利用动力电池回收石墨负极材料制备石墨烯的方法

申请(专利权)人:华南师范大学,广州赛益迪新能源科技有限公司

本发明包括以下步骤:



此方法简单高效,极大地提高了这一产业的附加值并促进该行业的多元化发展。

3、一种以废旧锂电池用石墨电极为原料制备石墨烯及回收锂的方法

申请(专利权)人:河南工程学院

本发明公开了一种以废旧锂电池用石墨电极为原料制备石墨烯及回收锂的方法,该方法是将废旧锂电池用石墨电极粉碎,加入含有溶液的反应器中,外力混合并通电,得到石墨烯和含锂物。

本发明结合电势、溶液剪切力等因素,制备效率更高,可有效控制石墨烯的尺寸、锂离子的存在形态等,同时避免锂等金属离子杂质的掺杂,实现石墨烯和锂的双重资源化。

本发明的方法有效解决了废旧锂电池存量大、回收压力大等问题,制备的石墨烯可应用于高效散热、超级电容器、金属空气电池、催化剂载体、导电剂等领域,且能够同时实现金属锂的回收,为锂电池的回收提供一条可持续的路线,是一种简单、高效、高附加值的锂电池回收技术和低成本、短流程的石墨烯制备技术。

小结:

目前,对于废旧锂电池的回收主要集中在其正负极的贵金属材料上,而负极石墨粉大多在回收贵金属材料过程中再次被废弃或被作为碳源焚烧,造成了石墨资源的浪费及二次环境污染。石墨烯是一种新型碳材料,其具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。因此,开发利用废旧锂电池负极石墨粉为原料制备石墨烯,对于丰富石墨烯制备原料和完善废旧锂电池回收体系具有双重意义。

资料来源:

万方数据

高凯等.废旧锂电池负极石墨粉制备石墨烯及其电化学研究

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作者:平安

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