成果简介：

铝电解过程中Al³⁺、Na⁺等离子的嵌入使得石墨层间距得到了一定程度的扩张，将铝电解废旧阴极炭块采用盐酸一步湿法浸出得到除杂后得到的碳材料保留了微膨胀结构，将其用作电极材料后能够为工作离子的迁移提供更宽敞的扩散路径，并且给工作离子的嵌入提供更多的位点。同时，考虑到微膨胀石墨能够用于工作电极实现工作离子的脱嵌，无定形碳的存在能够对离子进行吸附，现阶段的研究分别将除杂后铝电解废旧阴极碳材料用于锂离子电池负极和双离子电池正极材料。

纯化后的SCC用作锂离子负极材料时，其扩散系数为4.2286×10^-13～2.9667×10^-10cm²∙s^-1，表现出较商用石墨更好的Li⁺扩散动力学。将其用作双离子电池正极材料，其放电中压能够稳定在4.3V，可满足高压设备的需求。将SCC正极与金属铝负极组成全电池同样表现出了很好的能量密度（145.9Wh∙kg^-1）和功率密度（1980W∙kg^-1）。此外，将铝电解槽废阴极碳与商用镍钴铝酸锂相结合，制备一种复合电极材料用于双离子电池正极。该复合电极在工作电压区间可同时实现Li⁺脱出与PF₆^-嵌入，满足高能量密度、低成本的要求，该复合电极能够表现出378.8Wh∙kg^-1的高能量密度。

应用范围：铝电解槽废阴极高值应用、电极材料开发等领域

合作方式：技术开发、技术服务等

知识产权：/

主要完成人：方钊、李林波、杨凯、张雪峰等