鉛炭電池關鍵材料國產(chǎn)化

時間:2018-08-22 17:45來源:中國化工報 作者:中國化工報
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      近日，記者了解到，吉林大學化學學院林海波教授團隊用稻殼制備出鉛炭電池的關鍵碳材料，并建成了百噸級超級電容炭和千噸級電池碳的工業(yè)化生產(chǎn)裝置，相應的鉛炭電池生產(chǎn)工藝包已開發(fā)完成，采用這種材料可制備高性價比的鉛炭電池。
 
      據(jù)林海波介紹，鉛炭電池被稱為新一代鉛酸電池，是科學家在2005年將鉛酸電池和超級電容器結合而發(fā)明的先進鉛酸電池，也是當前國際鉛酸電池領域的研究熱點。相較于傳統(tǒng)鉛酸電池，其性能指標顯著提高。
 
      基于豐富的資源屬性，上世紀90年代初吉林大學就開始了稻殼資源化研究。隨后林海波團隊在相關的基礎研究中發(fā)現(xiàn)，稻殼中含有的二氧化硅與碳元素，兩者互為模板且結構穩(wěn)定有序，將二氧化硅除去后可得到管束狀結構的多孔碳，再經(jīng)進一步活化，變成了極有應用價值的碳材料。“這種碳材料擁有大孔、介孔、微孔的多級孔道結構，具有優(yōu)異的電化學性能。”林海波表示，只有稻殼能帶來這樣奇妙的效果，其他比如椰殼、棕櫚殼等經(jīng)過處理后獲得的碳材料孔道結構單一。2008年，該團隊開始了稻殼基超級電容炭材料的研究。
 
      經(jīng)過10余年努力，團隊攻克了生物質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極等關鍵技術，實現(xiàn)了此前一直被國外公司壟斷的鉛炭電池關鍵材料——電容炭和電池碳的工業(yè)化生產(chǎn)，并在此基礎上開發(fā)出完整的鉛炭電池生產(chǎn)工藝包。采用該工藝包對現(xiàn)有鉛酸電池生產(chǎn)線稍加調試，即可生產(chǎn)出高性價比的鉛炭電池。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)壽命可達到4000次;同時具有成本低的優(yōu)勢。
 
     目前，該團隊正在進行鉛炭電池的應用化研究，將該類電池應用于分布式儲能和混合動力汽車領域，以實現(xiàn)從稻殼基電池碳材料、鉛炭電池直至產(chǎn)品應用的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
 
     此外，該鉛炭電池已通過國家化學電源產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗中心第三方權威機構的測試，其核心技術成果相關的50多篇論文已在國際核心期刊上發(fā)表，申請發(fā)明專利20多項。
 
     下一步，林海波團隊還將在長春建立一套鉛炭電池工藝評價系統(tǒng)，以實現(xiàn)該類電池及其關鍵材料從實驗室研究、小試、中試到工業(yè)化研究全過程的性能、工藝參數(shù)、經(jīng)濟性等綜合評價。
 
(責任編輯：王杰)
文章標簽： 鉛酸電池 鉛碳電池
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