CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO CARBON TỪ THAN ĐÁ ANTHRACITE  (VÀNG DANH, QUẢNG NINH) ỨNG DỤNG LÀM ANODE TRONG PIN Li-ION

Đỗ Trà Hương; Phomthavongsy Song; Bùi Đức Nguyên; Hà Xuân Linh

doi:10.34238/tnu-jst.11878

CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO CARBON TỪ THAN ĐÁ ANTHRACITE (VÀNG DANH, QUẢNG NINH) ỨNG DỤNG LÀM ANODE TRONG PIN Li-ION

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 13/01/25 Ngày hoàn thiện: 27/02/25 Ngày đăng: 27/02/25

Các tác giả

1. Đỗ Trà Hương, Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên
2. Phomthavongsy Song, Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên
3. Bùi Đức Nguyên, Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên
4. Hà Xuân Linh , Khoa Quốc tế - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Nghiên cứu này đã chế tạo vật liệu nano carbon PC (porous carbon) từ than đá anthracite Vàng Danh, Quảng Ninh bằng phương pháp thủy nhiệt kết hợp hoạt hóa ZnCl₂. Vật liệu xốp, kích thước 10-20 nm, diện tích bề mặt riêng là 510 m²/g, hàm lượng C chiếm 80,59 %, O chiếm 14,13% về khối lượng. Nghiên cứu đã lựa chọn tỉ lệ vật liệu nano carbon xốp : graphite : carbon nanotube : Polyme Polyvinylidene fluoride (PVDF) bằng 70:10:10:10, lực ép 5 tấn, nhiệt độ sấy điện cực 250 ^oC tối ưu cho quá trình chế tạo điện cực anode. Dung dịch LiPF₆ 1M pha trong dung môi theo tỷ lệ về thể tích EC: DEC : DMC bằng 1:1:1 có trong thành phần của điện cực đã giảm sự mất khối lượng của điện cực và tăng khả năng chống cháy nổ của điện cực. Kết quả nghiên cứu cho thấy điện cực PC làm việc tốt, ổn định với khả năng duy trì điện dung là 55,65 % sau 900 chu kỳ.

Từ khóa

Than đá; Anthracite; Thủy nhiệt; Nano carbon; Anode

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] M. Guy, M. Mathieu, I. P. Anastopoulos, M. G. Martínez, F. Rousseau, G. L. Dotto, H. P. de Oliveira, E. C. Lima, M. Thyrel, S. H. Larsson, and G. S. dos Reis, “Process Parameters Optimizati.on, Characterization, and Application of KOH-Activated Norway Spruce Bark Graphitic Biochars for Efficient Azo Dye Adsorption,” Molecules, vol. 27, 2022, Art. no. 456.

[2] C. Bouchelta, M. S. Medjram, M. Zoubida, F. A. Chekkat, N. Ramdane, and J. P. Bellat, “Effects of Pyrolysis Conditions on the Porous Structure Development of Date Pits Activated Carbon,” J. Anal. Appl. Pyrolysis, vol. 94, pp. 215-222, 2012.

[3] M. Ahmad, S. S. Lee, X. Dou, D. Mohan, J. K. Sung, J. E. Yang, and Y. S. Ok, “Effects of Pyrolysis Temperature on Soybean Stover- and Peanut Shell-Derived Biochar Properties and TCE Adsorption in Water,” Bioresour. Technol., vol. 118, pp. 536-544, 2012.

[4] G. S. dosReis, S. H. Larsson, M. Thyrel, T. N. Pham, E. C. Lima, H. P. de Oliveira, and G. L. Dotto, “Preparation and Application of Efficient Biobased Carbon Adsorbents Prepared from Spruce Bark Residues for Efficient Removal of Reactive Dyes and Colors from Synthetic Effluents,” Coatings, vol. 11, 2021, Art. no. 772.

[5] G. S. dos Reis, M. Guy, M. Mathieu, M. Jebrane, E. C. Lima, M. Thyrel, G. L. Dotto, and S. H. Larsson, “A Comparative Study of Chemical Treatment by MgCl₂, ZnSO₄, ZnCl₂, and KOH on Physicochemical Properties and Acetaminophen Adsorption Performance of Biobased Porous Materials from Tree Bark Residues,” Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp, vol. 642, 2022, Art. no. 128626.

[6] T. H. Do, V. T. Nguyen, T. N. Nguyen, X. L. Ha, Q. D. Nguyen, and T. K. N. Tran, “Synthesis of Porous Carbon Nanomaterials from Vietnamese Coal: Fabrication and Energy Storage Investigations,” Appl. Sci., vol. 14, 2024, Art. no. 965, doi: 10.3390/app14030965.

[7] G. Qin, Z. Jia, S. Y. Sun, H. Wu, K. Hu, D. Liu, Y. Gao, and J. Chen, “Carbon-Coated Si Nanosheets as Anode Materials for High Performance Lithium-Ion Batteries,” ACS Appl. Nano Mater, vol. 7, pp. 7595-7604, 2024, doi: 10.1021/acsanm.4c00264.

[8] Y. Liu, X. Guo, X. Tian, and Z. Liu, “Coal-Based Semicoke-Derived Carbon Anode Materials with Tunable Microcrystalline Structure for Fast Lithium-Ion Storage,” Nanomaterials, vol. 12, 2022, Art. no. 4067.

[9] P. U. Nzereogu, A. D. Omah, and F. I. Ezema, “Anode materials for lithium-ion batteries: A review,” Applied Surface Science Advances, vol. 9, 2022, Art. no. 100233.

[10] M. Dopita, M. Rudolph, A. Salomon, M. Emmel, C. G. Aneziris, and D. Rafaja, “Simulations of X‐Ray Scattering on Two‐Dimensional, Graphitic and Turbostratic Carbon Structures,” Advanced Engineering Materials, vol. 15, no. 12, pp. 1280-1291, 2013.

[11] F. Bonhomme, J. C. Lassègues, and L. Servant, “Raman Spectroelectrochemistry of a Carbon Supercapacitor,” J. Electrochem. Soc., vol. 148, pp. E450-E458, 2001.

[12] S. E. Lee, J. H. Kim, Y. S. Lee, B. C. Bai, and J. S. Im, “Effect of crystallinity and particle size on coke-based anode for lithium ion batteries,” Carbon Letters, vol. 31, pp. 911-920, 2020.

[13] S. Husien, R. M. Eltaweel, A. I. Salim, I. S Fahim, L. A. Said, and A. G. Radwan, “Review of activated carbon adsorbent material for textile dyes removal: Preparation, and modeling,” Curr. Re. Green Sustainable Chem., vol. 5, 2022, Art. no. 100325, doi: 10.1016/j.crgsc.2022.100325.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11878

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ