可再生和低成本材料的一种杰出来源是植物,已知并用作能源(通过燃烧)已有数千年的历史。最近发现,可以将含有氧化还原活性喹酮基团的植物衍生的材料用于电能储能。[4]最成功的例子之一是使用氧化还原活性喹酮和氢喹酮基团用于电荷存储设备中的木质素。[4C,5]然而,将木质素材料用于电力储存时,一个具有挑战性的方面是木质素的电绝缘性质。因此,需要使用导电材料才能访问大部分中的氧化还原主动奎因酮基团。在第一代木质素电极中完成了电子导体和木质素的亲密混合,[5a]在那里,在黑液的可溶性木质磺酸盐(LS)的情况下,将吡咯是聚合物的聚合物到多吡咯。ls是一种从纸和纸浆厂加工而得出的水溶性木质素。其他电子聚体也用于制备具有木质素作为电活性元件的杂种材料,包括电化学和化学方法。[5b]由于电子聚合物的不稳定性以及这些成本,这种组合没有提供长期且可扩展的低成本替代方案,用于充电存储。黑酒是纸张和纸浆加工的废品,是木制纤维素提取过程的结果,因此以低成本提供。[6]黑酒主要燃烧以产生加热,并用于恢复造纸厂的工艺化学品。然而,缺点是碱性/酸溶液和有机溶剂的常见用途,以便从木浆中提取和分离纤维素,从而使隔离工艺能量能量需求和环境危险。木质素的废物主要用作表面活性剂和分散剂,以及香草蛋白的来源。纸
图1:a)石墨电极的草图,该石墨电极由几个颗粒(带有波浪形的椭圆形)组成。b)具有金属锂(灰色)的石墨表面的强度。电解质中的溶解锂,板条的锂和插入的锂可以沿着三个显示的路径(箭头)反应。锂镀金N PL/ST和化学插入N CH.Int。出现在覆盖的表面A PL(紫色)时,而插入室间则是通过石墨和电解质之间的界面(深绿色)进行的。c)绘制了电化学模拟的石墨电极的细分。在每个元素上跟踪镀锂,从而可以部分覆盖石墨颗粒。
2023 年 11 月,我们最先进的设施从每年 8 万吨扩大到 10 万吨,巩固了我们作为全球最大的单点石墨电极工厂和西方世界第三大石墨电极公司的地位。这一里程碑反映了我们致力于可持续发展的集体叙事,我们的运营现在与地球的脉搏同步,应对气候变化和资源管理,同时加强我们与社区的联系。尽管由于地缘政治冲突而面临短期市场挑战,但市场转向电弧炉 (EAF) 钢铁生产将推动对石墨电极的中长期需求。随着超过 1 亿公吨的新 EAF 产能,尤其是来自美国和欧盟,预计到 2030 年需求将增加 20 万公吨,我们的工业增长方式与环境和社会责任相平衡,指向一个有弹性、可持续的未来。我们在成本和质量方面的竞争优势确保我们已准备好抓住这个不断发展的市场中即将到来的机遇。
SEI形成反应的动力学表达基于Ekström和Lindbergh的论文(参考文献3)。在本文中,假定SEI形成受到形成的SEI膜的扩散过程受到限制,结果衰老在膜增厚后会减慢。另外,当石墨电极颗粒在插入负电极期间膨胀时,由于SEI膜的“破裂”,老化也会加速。石墨膨胀速率既取决于电荷状态和插入电流。假定SEI形成反应是减少反应,从而导致较低电位的反应速率(即电池最新电池)。在循环和日历老化期间,使用集团零维模型的模型参数的值,用于在45 c的循环和日历老化期间的实验数据。
关于 Rain Carbon Inc. Rain Carbon Inc. 是一家领先的垂直整合全球碳基产品生产商,其产品是日常生活必需品的必需原材料。我们分为两个业务部门:碳和先进材料。我们的碳业务部门将石油精炼和钢铁生产的副产品升级为高价值的碳基产品,这些产品是铝、石墨电极、炭黑、木材防腐、二氧化钛、耐火材料和其他几个全球行业的关键原材料。我们的先进材料业务部门通过将部分碳产量和其他原材料进行创新的下游转化,将其转化为高价值、环保和先进材料产品,延伸了碳加工的价值链,这些产品是特种化学品、涂料、建筑、汽车、石油和其他几个全球行业的关键原材料。有关 Rain Carbon 的更多信息,请访问 www.raincarbon.com。
摘要 目前锂离子电池仍采用石墨电极,石墨是一种天然的非金属矿物资源,作为可持续的计划,研究基于生物质电极制造锂离子电池有着商业发展的前景。本研究以空心菜(Ipomoea Aquatica)的碳茎作为电池的电极,采用水热法和热解法将空心菜加工成纳米碳,本研究通过研磨法制备的纳米碳颗粒大小为200目。采用浓度为50%的LiCl/Li2SO4电解液介质、聚氨酯/聚丙烯酸酯粘合剂、三乙胺/非乳化剂进行变量优化,制成的电池类型为8×12 cm的袋式电池。以空心菜为原料、加入 LiCl 电解质介质、聚氨酯粘合剂和三乙胺乳液制成的碳基锂离子电池产生的功率和能量值最高,分别为 5.404 W 和 4.511 W·h。
在两个电极之间传输。已经对锂离子电池进行了广泛的研究,但几个关键过程,主要与它们对电极的反应性有关,但仍有几个关键过程尚待充分说明。[1]没有电解质在锂离子电池的负石墨电极上本质上是稳定的,而可逆细胞化学反应强烈依赖于固体电解质相(SEI)的形成。SEI是一个NM薄的多相复合层,通常是在锂离子电池的第一个电荷/放电周期之后从电解质的降解产物中形成的石墨。尽管几十年前已经建立了关于SEI重要性的一般性感,但其形成和操作机制仍在激烈地进行辩论。尽管如此,通常观察到SEI的性能在很大程度上取决于使用的电溶剂。可行的锂离子电池电解质上的溶剂上的必需需求是高电介质构造,低粘度,较大的液体温度间隔和与所有细胞成分接触的稳定性。[1]