鉛炭電池關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化
時(shí)間:2018-08-22 17:45來(lái)源:中國(guó)化工報(bào) 作者:中國(guó)化工報(bào)
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近日，記者了解到，吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院林海波教授團(tuán)隊(duì)用稻殼制備出鉛炭電池的關(guān)鍵碳材料，并建成了百?lài)嵓?jí)超級(jí)電容炭和千噸級(jí)電池碳的工業(yè)化生產(chǎn)裝置，相應(yīng)的鉛炭電池生產(chǎn)工藝包已開(kāi)發(fā)完成，采用這種材料可制備高性?xún)r(jià)比的鉛炭電池。
據(jù)林海波介紹，鉛炭電池被稱(chēng)為新一代鉛酸電池，是科學(xué)家在2005年將鉛酸電池和超級(jí)電容器結(jié)合而發(fā)明的先進(jìn)鉛酸電池，也是當(dāng)前國(guó)際鉛酸電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)鉛酸電池，其性能指標(biāo)顯著提高。
基于豐富的資源屬性，上世紀(jì)90年代初吉林大學(xué)就開(kāi)始了稻殼資源化研究。隨后林海波團(tuán)隊(duì)在相關(guān)的基礎(chǔ)研究中發(fā)現(xiàn)，稻殼中含有的二氧化硅與碳元素，兩者互為模板且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定有序，將二氧化硅除去后可得到管束狀結(jié)構(gòu)的多孔碳，再經(jīng)進(jìn)一步活化，變成了極有應(yīng)用價(jià)值的碳材料。“這種碳材料擁有大孔、介孔、微孔的多級(jí)孔道結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。”林海波表示，只有稻殼能帶來(lái)這樣奇妙的效果，其他比如椰殼、棕櫚殼等經(jīng)過(guò)處理后獲得的碳材料孔道結(jié)構(gòu)單一。2008年，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了稻殼基超級(jí)電容炭材料的研究。
經(jīng)過(guò)10余年努力，團(tuán)隊(duì)攻克了生物質(zhì)稻殼基電容炭的綠色制備工藝、稻殼基電池碳添加劑以及鉛炭電池負(fù)極等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了此前一直被國(guó)外公司壟斷的鉛炭電池關(guān)鍵材料——電容炭和電池碳的工業(yè)化生產(chǎn)，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出完整的鉛炭電池生產(chǎn)工藝包。采用該工藝包對(duì)現(xiàn)有鉛酸電池生產(chǎn)線(xiàn)稍加調(diào)試，即可生產(chǎn)出高性?xún)r(jià)比的鉛炭電池。相較于普通鉛酸電池，鉛炭電池的循環(huán)壽命提高6倍、充電速度提高8倍、放電功率提高3倍，在70%充放電深度下循環(huán)壽命可達(dá)到4000次;同時(shí)具有成本低的優(yōu)勢(shì)。
目前，該團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行鉛炭電池的應(yīng)用化研究，將該類(lèi)電池應(yīng)用于分布式儲(chǔ)能和混合動(dòng)力汽車(chē)領(lǐng)域，以實(shí)現(xiàn)從稻殼基電池碳材料、鉛炭電池直至產(chǎn)品應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
此外，該鉛炭電池已通過(guò)國(guó)家化學(xué)電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)的測(cè)試，其核心技術(shù)成果相關(guān)的50多篇論文已在國(guó)際核心期刊上發(fā)表，申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利20多項(xiàng)。
下一步，林海波團(tuán)隊(duì)還將在長(zhǎng)春建立一套鉛炭電池工藝評(píng)價(jià)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)該類(lèi)電池及其關(guān)鍵材料從實(shí)驗(yàn)室研究、小試、中試到工業(yè)化研究全過(guò)程的性能、工藝參數(shù)、經(jīng)濟(jì)性等綜合評(píng)價(jià)。
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