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石墨烯的合成及从废旧锂离子电池的锂化石墨中回收锂( Synthesis of graphene and recovery of lithium from lithiated graphite of spent Li-ion battery )
K He ZY Zhang FS Zhang
废旧锂离子电池的回收利用是实现电池工业可持续发展的关键。目前的回收过程主要集中在有价金属上，而对废石墨的关注较少，而废石墨通常最终成为二次废物。本研究开发了一种制备石墨烯并从废石墨中回收副产物阳极中的Li的工艺。重点是对废锂离子电池进行再充电，生成锂石墨插层化合物。然后对锂-石墨插层化合物进行水解过程，通过膨胀/微爆机理超声处理制备石墨烯。实验结果表明，当容量超过50%的废旧锂离子电池再充电时，可以有效地制备出1-4层石墨烯。所制备的石墨烯含量高，缺陷少（能量色散谱分析显示Id/Ig=0.33，C/O=13.2，X射线光电子能谱分析显示C/O=8.8)。此外，在上述过程中同时以电池级碳酸锂的形式回收了Li。经济分析表明，与商用石墨烯相比，石墨烯的生产成本极低（540美元/吨）。
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