8月14日,吉林大学林海波教授团队利用稻壳制备了铅碳电池的关键碳材料,建成了100吨超级电容碳和100吨电池碳工业生产装置,相应的铅碳电池生产工艺包已开发完成,该材料可制备成本效益高的铅碳电池。
据林海波介绍,铅碳电池被称为新一代铅酸电池,是科学家在2005年结合铅酸电池和超级电容器发明的先进铅酸电池,也是国际铅酸电池领域的研究热点。与传统的铅酸电池相比,其性能指标显著提高。
基于丰富的资源属性,吉林大学于20世纪90年代初开始了稻壳资源化研究。随后,林海波团队在相关基础研究中发现,稻壳中含有的二氧化硅和碳是模板,结构稳定有序。去除二氧化硅后,可获得管束结构的多孔碳,然后进一步激活,成为具有巨大应用价值的碳材料。“这种碳材料具有大孔、介孔、微孔的多级孔结构,具有优异的电化学性能。林海波说,只有稻壳才能带来如此美妙的效果,其他碳材料,如椰子壳和棕榈壳,都有单一的孔结构。该团队于2008年开始研究稻壳基超级电容碳材料。
经过10多年的努力,团队克服了生物质稻壳基电容碳绿色制备工艺、稻壳基电池碳添加剂、铅碳电池负极等关键技术,实现了铅碳电池关键材料——电容碳和电池碳的工业生产,并在此基础上开发了完整的铅碳电池生产工艺包。采用该工艺包对现有铅酸电池生产线进行稍加调试,即可生产出性价比高的铅碳电池。与普通铅酸电池相比,铅碳电池的循环寿命提高了6倍,充电速度提高了8倍,放电功率提高了3倍,在70%的充放电深度下,循环寿命可达4000倍;同时具有成本低的优点。
目前,该团队正在进行铅碳电池的应用研究,将该电池应用于分布式储能和混合动力汽车领域,实现从稻壳基电池碳材料、铅碳电池到产品应用的完整产业链。
此外,铅碳电池已通过国家化工电源产品质量监督检验中心第三方权威机构的测试。与其核心技术成果相关的50多篇论文已在国际核心期刊上发表,申请了20多项发明专利。
下一步,林海波团队还将在长春建立铅碳电池工艺评价体系,实现从实验室研究、小试验、中试到工业化研究全过程的性能、工艺参数、经济等综合评价。

