基于废铜/酸性Cu-PCB蚀刻废液回收的CuCl负极的电化学储锂性能研究

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随着科技快速进步,经济的飞速发展,电子设备日益普及到人们的日常生活当中。作为许多电气和电子设备的重要组成部件,铜印刷电路板(Cu-PCB)的需求量非常高。然而Cu-PCB的批量生产常常伴随着大量的酸性废蚀刻液的产生。这些废液不经任何处理的丢弃会破坏自然环境和资源浪费。本论文通过不同的回收方法从废铜和酸性Cu-PCB蚀刻废液回收得到四面体状CuCl。主要研究内容如下:(1)通过一步归中反应同时回收含铜蚀刻废液与金属铜边角料得到CuCl四面体晶粒并考察其电化学储锂性能。结果表明四面体CuCl晶粒具有四个光滑的三角形表面及六个等边的棱;即使在10 C循环2000圈CuCl负极的可逆放电比容量仍能稳定在101.8 m Ah·g-1,高于同样条件下石墨负极的放电比容量,表现了良好的大倍率和长循环稳定性。(2)首次通过电化学沉积从Cu-PCB蚀刻废液中同时回收铜离子和氯离子而无需任何额外的过程或模板剂,并进一步研究了电沉积时间对CuCl负极表面和锂存储的影响。结果表明回收得到的CuCl晶体呈现规则的四面体形貌,并且铜箔上CuCl的沉积量随着电化学电沉积时间的增加而增加。相应地,CuCl负极可逆放电比容量先升后降,如在2 C循环250圈时,电沉积时间5 s,15 s,20 s和25 s对应的CuCl负极可逆放电比容量为187.3 m Ah·g-1,284.5 m Ah·g-1,191.9m Ah·g-1和125.3 m Ah·g-1,表明15 s是最理想的电沉积时间。过少的CuCl负极储锂能力低,过多的CuCl颗粒会由于CuCl本身导电性差而导致电化学性能下降。
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