СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИТИЯ В ГРАФИТНУЮ СПЕЛЬ ДЛЯ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

1. Способ получения анодных материалов на основе соединений включения лития в графитную спель для литий-ионных аккумуляторов, включающий следующие стадии:
(a) предшественник в виде полимерных отходов растворяют для получения смеси в расплаве железа при температуре в диапазоне от 1400 до 2000°С в течение периода от 5 до 120 мин в восстановительной атмосфере, представляющей собой либо поток азота, либо слой диоксида углерода, образовавшийся по реакции предшественника углерода с атмосферным кислородом;
(b) охлаждают смесь, полученную на стадии (а), до температуры в диапазоне от 1000°С до 1400°С со скоростью в диапазоне от 2 до 200°С в мин для получения твердой массы осажденного углерода;
(в) разрезают на слитки твердую массу осажденного углерода, полученную на стадии (b);
(d) выщелачивают слитки, полученные на стадии (с), посредством НСl и HF с последующим фильтрованием, промывкой и высушиванием для получения графитной спели;
(e) приготавливают суспензию графитной спели, полученной на стадии (d), при использовании проводящего углерода и связующего, поливинилиденфлорида в N-метил-2-пирролидоне;
(f) наносят суспензию, полученную на стадии (е), на металлические подложки с последующей сушкой и прессованием для получения анода с включением лития.
2. Способ по п.1, где на стадии (а) предшественник в виде полимерных отходов, содержащий отходы биомассы и пластиковые отходы, не являющиеся биоразлагаемыми, выбран из группы, состоящей из выжимок сахарного тростника, натурального каучука, битума, целлюлозы, сахарозы, ацетата целлюлозы, тройного сополимера акрилонитрила-бутадиена-стирола, полиакриламида, полиакриловой кислоты, полиакрилонитрила, полиамидов, полибутадиен-стирольного каучука, поликарбоната, полихлоропрена (неопренового каучука), сложных полиэфиров, полиэтилена, полиметилметакрилата, полиропилена, политетрафторэтилена, поливинилацетата, поливинилового спирта, поливинилхлорида, полистирола, поливинилиденфторида, полиуретанов и силиконов, а также смол, таких как фенолформальдегидные смолы.
3. Способ по п.1, где на стадии (а) содержание углерода в добавленном предшественнике в виде полимерных отходов находится в диапазоне от 2 до 20% относительно массы железа.
4. Способ по п.1, где на стадии (а) предшественник в виде полимерных отходов либо карбонизируют in situ в расплаве, либо добавляют к расплаву в предварительно карбонизированной форме.
5. Способ по п.1, где на стадии (а) расплав железа состоит из чугуна или передельного чугуна.
6. Способ по п.1, где на стадии (а) в расплав железа не добавляют или добавляют затравку, представляющую собой металлы/металлоиды, включая сурьму, висмут, бор, хром, магний, марганец, молибден, олово, титан, ванадий и цирконий.
7. Способ по п.1, где на стадии (е) проводящий углерод состоит из природного графита или углерода, образовавшегося при парциальном окислении углеводородов.
8. Способ по п.1, где на стадии (е) суспензия содержит графитную спель в диапазоне концентраций от 50 до 95%, проводящий углерод в диапазоне концентраций от 0 до 40% и связующее, поливинилиденфторид в N-метил-2-пирролидоне, в диапазоне концентраций от 2 до 10%.
9. Способ по п.1, где на стадии (е) металлическая подложка выбрана из меди, никеля и нержавеющей стали.
10. Способ по п.5, в котором общая концентрация металлических/металлоидных затравок составляет от 0 до 2% относительно содержания стали.
-1
-1
6
6
11. Способ по п.1, в котором анодные материалы на основе графитной спели демонстрируют обратимые емкости в диапазоне от 300 до 600 мА·ч·г в плоских круглых конфигурациях элемента питания с металлическим литием и электролитом, представляющим собой 1М раствор LiРF в смеси этиленкарбонат-диэтилкарбонат в соотношении 1:1 (об./об.), в диапазоне напряжений от 3000 до 0,005 В со скоростью С/10, рассчитанной относительно величины 372 мА·ч·г применительно к стадии-I для состава LiС при 25°С.