Xét về hiệu suất điện hóa, được thấy rõ ràng từ Hình 4 [b] rằng các vật liệu được xử lý hóa học thể hiện mật độ dung lượng dự trữ được cải thiện đáng kể.
Kết luận
Việc phát triển các vật liệu điện cực anode hiệu suất cao là một bước quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất của pin natri-ion. Các công trình được trình bày ở đây nêu bật tiềm năng của một số vật liệu điện cực anode dựa trên carbon để cung cấp khả năng lưu trữ natri tốt và mật độ dung lượng dự trữ cao. Vì các lỗ rỗng kín là cấu trúc vi mô chính chứa các ion Na+, nên việc hiểu rõ và cuối cùng là thiết kế một cấu trúc lỗ rỗng thích hợp là chìa khóa để tạo ra các điện cực anode carbon năng lượng cao.
Về mặt này, SAXS đã chứng minh là cực kỳ hữu ích trong việc mô tả cấu trúc lỗ rỗng vì có thể tiết lộ kích thước và số lượng lỗ rỗng cũng như trạng thái của chúng: đầy hoặc trống.
Nguồn: Xenocs
Nguyễn Tiến Dũng dịch
Nghiên cứu ban đầu được xuất bản trong các bài báo sau:
[6] Li, Qi, Xiangsi Liu, Ying Tao, Jianxing Huang, Jun Zhang, Chunpeng Yang, Yibo Zhang et al. “Sieving carbons promise practical anodes with extensible low-potential plateaus for sodium batteries.” National Science Review [2022]. [7] Zhou, Siyu, Zheng Tang, Zhiyi Pan, Yuancheng Huang, Le Zhao, Xi Zhang, Dan Sun, Yougen Tang, Abdelghaffar S. Dhmees, and Haiyan Wang. “Regulating closed pore structure enables significantly improved sodium storage for hard carbon pyrolyzing at relatively low temperature.” SusMat [2022]. [8] Alptekin, Hande, Heather Au, Emilia Olsson, Jonathon Cottom, Anders CS Jensen, Thomas F. Headen, Qiong Cai, Alan J. Drew, Maria Crespo Ribadeneyra, and Maria‐Magdalena Titirici. “Elucidation of the Solid Electrolyte Interphase Formation Mechanism in Micro‐Mesoporous Hard‐Carbon Anodes.” Advanced materials interfaces 9, no. 8 [2022]: 2101267.
[1] Rachid Amui, Janvier Nkurunziza, COMMODITIES AT A GLANCE Special issue on strategic battery raw materials. United Nations Conference on Trade and Development, 2020. [2] Pillot Christophe, The Rechargeable Battery Market and Main Trends 2018-2030. AVICENNE ENERGY, 2019. [3] Fitri Wulandari, Lithium price forecast: Will the price keep its bull run?, Capital, July 9, 2022, //capital.com/lithium-price-forecast. [4] Alptekin, Hande, Heather Au, Emilia Olsson, Jonathon Cottom, Anders CS Jensen, Thomas F. Headen, Qiong Cai, Alan J. Drew, Maria Crespo Ribadeneyra, and Maria‐Magdalena Titirici. “Elucidation of the Solid Electrolyte Interphase Formation Mechanism in Micro‐Mesoporous Hard‐Carbon Anodes.” Advanced materials interfaces 9, no. 8 [2022]: 2101267. [5] Palaniyandy, Nithyadharseni, and Mesfin A. Kebede. “Sodium-ion battery anode materials and its future prospects and challenges.” Electrochemical Devices for Energy Storage Applications [2019]: 41-58. [6] Li, Qi, Xiangsi Liu, Ying Tao, Jianxing Huang, Jun Zhang, Chunpeng Yang, Yibo Zhang et al. “Sieving carbons promise practical anodes with extensible low-potential plateaus for sodium batteries.” National Science Review [2022]. [7] Zhou, Siyu, Zheng Tang, Zhiyi Pan, Yuancheng Huang, Le Zhao, Xi Zhang, Dan Sun, Yougen Tang, Abdelghaffar S. Dhmees, and Haiyan Wang. “Regulating closed pore structure enables significantly improved sodium storage for hard carbon pyrolyzing at relatively low temperature.” SusMat [2022]. [8] Alptekin, Hande, Heather Au, Emilia Olsson, Jonathon Cottom, Anders CS Jensen, Thomas F. Headen, Qiong Cai, Alan J. Drew, Maria Crespo Ribadeneyra, and Maria‐Magdalena Titirici. “Elucidation of the Solid Electrolyte Interphase Formation Mechanism in Micro‐Mesoporous Hard‐Carbon Anodes.” Advanced materials interfaces 9, no. 8 [2022]: 2101267. [9] Li, Kaikai, Jun Zhang, Dongmei Lin, Da-Wei Wang, Baohua Li, Wei Lv, Sheng Sun et al. “Evolution of the electrochemical interface in sodium ion batteries with ether electrolytes.” Nature communications 10, no. 1 [2019]: 1-10.
Điện cực graphit chủ yếu được làm từ than cốc dầu mỏ và than cốc làm nguyên liệu thô, nhựa than đá được sử dụng làm chất kết dính và nó được tạo ra bằng cách nung, trộn, nhào, ép, rang, graphit hóa và gia công. Nó giải phóng năng lượng điện dưới dạng hồ quang điện trong lò điện hồ quang. Các dây dẫn được sử dụng để đốt nóng và làm nóng chảy điện tích có thể được chia thành điện cực graphit công suất thường, điện cực graphit công suất cao và điện cực graphit công suất cực cao tùy theo chỉ số chất lượng của chúng.
Nguyên liệu chính để sản xuất điện cực graphit là than cốc dầu mỏ. Các điện cực graphit công suất thông thường có thể được thêm một lượng nhỏ than cốc, và hàm lượng lưu huỳnh trong cốc dầu mỏ và cốc cao không được vượt quá 0,5%. Coke kim cũng cần thiết khi sản xuất điện cực graphite công suất cao hoặc siêu cao. Nguyên liệu chính để sản xuất anot nhôm là than cốc, hàm lượng lưu huỳnh không được vượt quá 1,5% đến 2%. Than cốc và cốc dầu mỏ phải đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng quốc gia liên quan
[1] Đối với lò luyện thép hồ quang điện
Sản xuất thép bằng lò điện sử dụng nhiều điện cực graphit. Sản lượng thép lò điện của nước tôi chiếm khoảng 18% sản lượng thép thô, và điện cực graphit để luyện thép chiếm 70% đến 80% tổng lượng điện cực graphit tiêu thụ. Luyện thép bằng lò điện sử dụng điện cực graphit để đưa dòng điện vào lò và sử dụng nguồn nhiệt nhiệt độ cao tạo ra bởi hồ quang giữa đầu điện cực và điện tích để nấu chảy.
[2] Được sử dụng trong lò điện chìm
Lò điện chìm được sử dụng chủ yếu để sản xuất silic công nghiệp và phốt pho vàng. Đặc điểm của nó là phần dưới của điện cực dẫn điện được chôn trong điện tích để tạo thành hồ quang trong lớp điện tích, và nhiệt năng từ chính điện trở của điện tích được sử dụng để đốt nóng điện tích, điều này đòi hỏi dòng điện chìm mật độ cao. lò điện cần điện cực graphit. Ví dụ, nó tiêu thụ khoảng 100kg điện cực graphit để tạo ra 1t silic, và khoảng 40kg điện cực graphit cần thiết để tạo ra 1t photpho màu vàng.
[3] Đối với lò điện trở
Lò nung graphit để sản xuất các sản phẩm graphit, lò nung chảy để nấu chảy thủy tinh và lò điện để sản xuất cacbua silic đều là những lò điện trở. Vật liệu trong lò vừa là điện trở đốt nóng, vừa là vật cần đốt nóng. Nói chung, các điện cực graphit dẫn điện được nhúng vào cuối của lò điện trở. Trong thành đầu lò của bộ phận, điện cực graphit được sử dụng ở đây được tiêu thụ không liên tục.
[4] Được sử dụng để điều chế các sản phẩm than chì có hình dạng đặc biệt
Các khoảng trống của điện cực graphit cũng được sử dụng để chế biến thành các nồi nấu kim loại, khuôn mẫu, thuyền và các bộ phận gia nhiệt và các sản phẩm graphit có hình dạng đặc biệt khác. Ví dụ, trong ngành công nghiệp thủy tinh thạch anh, cần 10 tấn phôi điện cực graphit để sản xuất 1 tấn ống nung chảy; Cần 100 kg phôi điện cực graphit để sản xuất 1 tấn gạch thạch anh.