【原创】电化学储能领域关键炭电极材料的研究开发


来源:中国粉体网   青黎

[导读]  近年来,随着新能源的兴起与研究热潮的涌现,炭黑、石墨、高石墨化洋葱炭等炭材料在电池的电极材料中的广泛应用,更是大大地激发了人们对炭材料的关注和兴趣。

中国粉体网讯  人类自远古以来,便已经学会使用炭材料。20世纪前,木炭、炭黑、焦炭、天然石墨、人造石墨等炭材料已被广泛应用,进而推动了陶瓷,冶金和印刷业的发展。炭材料由于不同的存在形式具有不同的物理化学性质,因此在许多领域存在潜在的应用价值。从古至今,人们对炭材料的研究热情从未间断。尤其是近年来,随着新能源的兴起与研究热潮的涌现,炭黑、石墨、高石墨化洋葱炭等炭材料在电池的电极材料中的广泛应用,更是大大地激发了人们对炭材料的关注和兴趣。


炭素材料主要包括电极、炭块、糊类产品、石墨制品、锂离子电池用炭材料、炭纤维及复合材料等产品,在钢铁冶炼、铝电解、铁合金、电子等基础材料制造领域发挥着不可或缺的重要作用。我国炭素材料发展逐渐由从无到有、由弱到强、从跟随到引领而转变。


电动汽车、新能源和通信行业带动电化学储能科技进步,炭材料在其中发挥重大作用。常规炭材料主要包括焦炭、石墨、活性炭、炭黑等。有机物热解炭材料是指含碳的有机物(如聚乙烯醇、葡萄糖、沥青等)前驱体经过高温热解后得到的无定形碳材料。新型炭材料主要指纳米炭材料,包括碳纳米管富勒烯(C60)、石墨烯。碳纳米材料在微观尺寸和形貌方面的特殊性,使得其表现出不同于常规炭材料的电学、光学、力学性质,已被用作能量转化和贮能器件中的重要材料。


在电能存储方面,导电性和多孔性是电能存储的关键因素,基于电能存储的需求的孔结构设计符合要求的导电多孔碳材料成为电储能材料研究的重点。面向锂离子电池和超级电容器需求,以生物质、高分子、石墨和煤炭等为原料,开发电容炭、硬炭和石墨烯等材料成为研究的热点。


有研究人员以煤焦油沥青为前驱体,釆用化学活化法制备了高比表面积活性炭材料,比表面积1959m2/g;所制成的活性炭电极在6M的KOH中比电容为210F/g。还有人采用杏壳活性炭为原料,KOH为活化剂,制备了活性炭电极,以1MLiClO4/PC溶液作电解液,测得最大比电容为161F/g。也有通过利用微波辐射加热并伴以KOH活化的方法,制备以无烟煤为前驱体的活性炭材料。在微波辖射7min后,得到的活性炭材料比电容达301F/g。


为深入探究不同前驱体炭化演变机制,理性设计构筑微观结构,探索“工艺-结构-性能”影响规律,中国粉体网旗下粉体公开课平台将于2021年8月13日举办网络直播,届时来自中国科学院山西煤炭化学研究所的陈成猛研究员将作《电化学储能领域关键炭电极材料的研究开发》报告,介绍不同前驱体炭化演变机制,以“工艺-结构-性能”为原则,开发成套工艺与装备,建成吨级中试线,与用户合作开展应用评测,建立指标体系,推进标准化,打造“料-材-器-用”创新链,促进产业高质量发展。



报告人介绍


陈成猛,博士,研究员,中科院山西煤化所课题组长,中科院炭材料重点实验室副主任。2006年本科毕业于中国矿业大学,2012年于中科院煤化所获博士学位,师从杨永岗研究员和杨全红教授。读博期间,于2010-2011年在德国马普协会Fritz Haber所联培,师从Robert Schloegl教授和苏党生研究员。致力于先进炭材料研发,主持项目20余项,发表论文130余篇,授权专利22项,出版专著1部,主持制定标准7项。获山西省自然科学一等奖、中国产学研合作创新成果一等奖、侯德榜化工科技青年奖等荣誉。2017年入选《麻省理工科技评论》“35岁以下科技创新35人”,2019年获国家优秀青年基金资助。


资料来源:

郑景须:服务用户,炭素新材料标准推动行业持续发展

吕宗泽:碳电极材料定点活化制备及其结构与电化学性能研究

李琛:碳基超级电容器及其电气性能研究

吴泽轶,周琦等:炭材料在锂离子电池负极材料钛酸锂中的应用

张利慧:炭材料的致密化处理及其电化学性能研究


(中国粉体网编辑整理/青黎)


注:图片非商业用途,存在侵权告知删除


推荐0

作者:青黎

总阅读量:468681

相关新闻:
网友评论:
0条评论/0人参与 网友评论

版权与免责声明:

① 凡本网注明"来源:中国粉体网"的所有作品,版权均属于中国粉体网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:中国粉体网"。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源:xxx(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

粉体大数据研究
  • 即时排行
  • 周排行
  • 月度排行
图片新闻