Розробка ефективної хімічної технології очищення графіту для анодів літій-іонних акумуляторів
DOI:
https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-2(40)-354-361Ключові слова:
очищення графіту; обробка мінеральними кислотами; амоній фторид; електрохімічні дослідження; літій-іонні акумулятори (ЛІА); гальваностатичне циклуванняАнотація
Робота присвячена розробці технології хімічного очищення вітчизняного графіту із застосуванням суміші сульфатної кислоти та амоній фториду. Отримано акумуляторний графіт марки GAK-2 чистотою 99,95 %. Очищений графіт відповідає вимогам до анодних матеріалів для літій-іонних акумуляторів, що підтверджено електрохімічними випробуваннями. Зокрема, він демонструє високу ємність (350 мА∙год/г), первинну кулонівську ефективність (близько 90 %) та стабільність під час циклування. Наведені результати свідчать про перспективність розробленого метода хімічного очищення графіту для виробництва анодних матеріалів літій-іонних акумуляторів.
Посилання
Asenbauer, J., Eisenmann, T., Kuenzel, M., Kazzazi A., Chen, Z., Bresser, D. (2020). The success story of graphite as a lithium-ion anode material – fundamentals, remaining challenges, and recent developments including silicon (oxide) composites. Sustainable Energy & Fuels. 4:11, 5363–5870. https://doi.org/10.1039/D0SE00175A.
Rudko, G. (2021) Geology of graphite deposits of Ukraine and prospects of extraction in modern conditions. Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology 3, 67-74. https://doi.org/ 10.17721/1728-2713.94.08.
Jara, A., Betemariam, A., Woldetinsae, G., Kim, J. (2019). Purification, application and current market trend of natural graphite: A review. International Journal of Mining Science and Technology 29, 671–689. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2019.04.003.
Peng, Z., Li, D., Fang, W., Zhang, J., Zhang, R., Qiu, Y., Sun, K.( 2023). Improved Flotation of Fine Flake Graphite Using a Modified Thickening Process. Separations. 10(5), 275. https://doi.org/ 10.3390/separations10050275.
Bao, C., Shi, K., Xu, P., Yang, L., Chen H., Dai, Y., Liu, H. (2021). Purification effect of the methods used for the preparation of the ultra-high purity graphite. Diamond and Related Materials. 120. 108704. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2021.108704.
Chelgani, C., Rudolph, M., Kratzsch, R., Sandmann, D., &Gutzmer, J. (2016). A Review of Graphite Beneficiation Techniques. Mineral Processing and Extractive Metallurgy. 37:1. 58-68. https://doi.org/10.1080/08827508.2015.1115992.
Kang, W., Ding, S., Li, H., Zhao , H. (2023). Experimental study on flotation of graphite with inorganic electrolytes solution. Carbon Lett. 33, 1709–1722. https://doi.org/10.1007/s42823-023-00531-1.
Zhao, G., Chao, B., Zhao, Z., Nan, D. (2021). Research on Purification Technology of Ultra-Large Flake Graphite Based on Alkali-Acid Method. MSF. 1036:104–113. https://doi.org/10.4028/ www.scientific.net/msf.1036.104.
Al-Sairafi, F.A., Jiang, C., Zhong, Z., &Saleh, B. (2022). Study on purification of flake graphite by heat activation and hydrofluoric acid. Advances in materials and processing technologies https://doi.org/10.1080/2374068X.2022.2079172.
Xie W., Wang Z., Kuang J.C., Xu H., Yi S., Deng Y.,& et al. (2016). Fixed carbon content and reaction mechanism of natural microcrystalline graphite purified by hydrochloric acid and sodium fluoride. International Journal of Mineral Processing 155, 45–54 http://dx.doi.org/10.1016/ j.minpro.2016.08.002.
Jara, A., Kim, J. (2020). Chemical purification processes of the natural crystalline flake graphite for Li-ion Battery anodes. Materials Today Communications. 25.101437, https://doi.org/10.1016/ j.mtcomm.2020.101437.
Макєєва, І.С., Кислова, О.В., Патлун, Д.В., Хоменко, В.Г., Нікулін, Д.О. (2024). Розробка методів підвищення ефективності хімічного очищення природного графіту. Технології та інжиніринг. 2 (19), 117-124. https://doi.org/10.30857/2786-5371.2024.2
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
