【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风电叶片回收，特别涉及一种熔盐辅助回收风电叶片制石墨烯@sio2复合材料的方法及应用。
技术介绍
1、风力发电因其清洁、高效、可再生等优点，成为我国能源发展战略行动计划的重要一环，我国已成为全球风电装机规模最大的国家。随着风电机组退役潮的到来，退役风电叶片成为我国急需解决的大型固体废弃材料。风电叶片主要由玻璃纤维/碳纤维/植物纤维增强复合材料制备而成，风电叶片中的增强纤维是一种高强度、高韧性的材料，基体材料的组成成分主要为：热塑性塑料(聚乙烯，聚氨酯，聚丙烯和聚氯乙烯)和热固性树脂(环氧树脂，乙烯基酯，聚酯)。目前针对退役风电叶片主要采用的回收利用方法可以分为以下三类:(1)机械回收利用、(2)热回收利用及(3)化学回收利用。同济大学研究小组利用回收废弃风电叶片粒子在玻璃钢管内取代石英砂，研制出了一种新型的玻璃纤维增强聚合物复合材料(玻璃纤维增强聚合物)复合管材。国内外研究者通过使用各种极性溶剂，非极性溶剂，以及无机溶剂的实验结果显示，二氯甲烷对环氧树脂的溶胀性好，使用量较小，反应温度较低。但这些回收方法操作繁琐，使用有毒化学试剂且效率低下无法大规模实现退役风机叶片的资源化回收利用。与其他回收方法相比熔融盐可极大地促进反应物之间的作用，因为熔融盐可增强反应物的流动性，熔融盐反应速率是固态反应的好几倍。而且熔融盐具有高溶解度，最终产物通过简单的洗涤和过滤即可从固化盐中去除。另外，随着电动汽车、智能电网时代的到来，锂资源短缺将成为制约其发展的重要因素，而钠离子电池以其原材料丰富和成本低廉，逐渐成为锂离子电池的重要替代品
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种熔盐辅助回收风电叶片制石墨烯@sio2复合材料的方法及应用，基于熔盐法辅助回收风电叶片制备了石墨烯@sio2(石墨烯包覆sio2)复合材料，以所得石墨烯@sio2复合材料为基础，和导电碳、粘结剂进行复合后，作为电极材料，应用于电池负极材料，如钠离子电池负极材料，可以极大的改进纯风电叶片粉末导电性和离子传输性能差的发展障碍。有望为未来解决快速分解与回收退役风电叶片合成石墨烯和二氧化硅复合材料在储能电池方面商业化应用提供技术保障。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种熔盐辅助回收风电叶片制石墨烯@sio2复合材料的方法，包括以下步骤：
4、(1)将熔盐和风电叶片粉末充分混合均匀，得到均匀的混合物；所述熔盐为licl、kcl和nacl中的一种或几种；
5、(2)将混合物在空气或氮气的氛围下，从室温加热至反应温度t进行反应，得到石墨烯@sio2复合材料(黑色粉末)。
6、所述熔盐与风电叶片粉末的质量比为(5～20)：1。
7、所述反应温度t为：熔盐的熔点<t<熔盐的沸点。
8、所述风电叶片包括树脂和玻璃纤维。
9、所述反应时间为1min～2h。
10、步骤(2)还包括洗涤和烘干。
11、步骤(2)中升温速率为(1～100)℃/min。
12、所述石墨烯@sio2复合材料为c包覆sio2结构，化学式为c@sio2，石墨烯为无定型，宏观形貌为薄层状，sio2宏观形貌为纤维状，直径为10-20μm。
13、本专利技术还提供一种基于上述石墨烯@sio2复合材料的电极材料，包括所述石墨烯@sio2复合材料。
14、所述电极材料还包括导电碳、粘结剂和溶剂，按质量比，石墨烯@sio2复合材料：导电碳：粘结剂＝(5～9):(0.5～3):(0.5～1.5)
15、所述的导电碳为乙炔黑、导电石墨、纳米石墨、炉黑、ketjen炭黑和碳纳米管中的一种或几种。
16、所述的粘结剂为聚偏氟乙烯、丁基橡胶、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚酰亚胺和聚四氟乙烯中的一种或几种。
17、所述的溶剂为n-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、四氯化碳、水和乙醇中的一种或几种。
18、按质量比，溶剂：固体物质＝(4～12)：1；所述的固体物质为石墨烯@sio2复合材料和导电碳。
19、所述电极材料的制备方法，包括以下步骤：
20、(1)将石墨烯@sio2复合材料和导电碳混合研磨均匀后，得到混合物；
21、(2)将粘结剂和溶剂混合，搅拌15min～1h，放入步骤(1)得到的混合物中，搅拌8～20h成均匀的糊状，得到基于石墨烯@sio2复合的电极材料。
22、本专利技术还提供一种电极极片，包括集流体和位于集流体上的上述电极材料。
23、所述电极极片的制备方法，包括以下步骤：
24、(1)涂布集流体
25、将上述电极材料均匀涂于集流体上，在50～80℃干燥4h，再置于真空干燥12～20h，得到干燥的涂覆电极材料的集流体；
26、(2)碾压处理
27、将干燥的涂覆电极材料的集流体进行碾压，切割，得到电极极片。
28、所述的步骤(1)中，所述的集流体为铜箔或铝箔。
29、所述的步骤(1)中，真空干燥的干燥温度为50～80℃。
30、所述的步骤(1)中，其中，集流体上，单位面积活性物质的负载量为0.8～5mg/cm2，所述的活性物质为石墨烯和二氧化硅复合材料和导电碳。
31、本专利技术还提供一种工作电极负极，以上述电极极片作为工作电极负极。
32、本专利技术还提供一种电池，包括所述工作电极负极，所述电池为锂离子电池、钠离子电池或钾离子电池。
33、一种钠离子电池的制备方法，包括以下步骤：
34、在氩气环境中，以所述电极极片作为负极，钠片作为正极，将电极极片、钠片、隔膜和电解液组装成钠离子电池。
35、本专利技术的钠离子电池，该钠离子电池在100ma g-1的电流密度下经过500次循环，比容量仍保持在80-110mah g-1，容量保持率为100-100.64％。同时，在5000ma g-1的高电流密度下循环后，当电流密度降回到100ma g-1时，放电可逆比容量仍可保持84.4mah g-1。
36、本专利技术的一种熔盐辅助回收风电叶片制备石墨烯@sio2复合材料及其应用，与现有的回收风电叶片的方法相比，具有以下优点和有益效果：
37、1、本专利技术采用熔盐法成功回收了废旧风电叶片，并合成石墨烯@sio2复合材料，熔盐法中的熔盐为回收废旧风电叶片提供了反应体系；采用该熔盐法回收得到的石墨烯@sio2复合材料，能够应用于电池领域。
38、2、本专利技术的基于熔盐辅助回收风电叶片粉末制备石墨烯@sio2复合材料具有特殊的形貌和组成，该风电叶片回收方法是以升温速率为(1～100)℃/min，从室温加热至(所用熔盐的熔点～所用熔盐的沸点)，保温1min～本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种熔盐辅助回收风电叶片制石墨烯@SiO2复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种熔盐辅助回收风电叶片制石墨烯@SiO2复合材料的方法，其特征在于：所述熔盐与风电叶片粉末的质量比为(5～20)：1。
3.如权利要求1所述的一种熔盐辅助回收风电叶片制石墨烯@SiO2复合材料的方法，其特征在于：所述反应温度T为：熔盐的熔点<T<熔盐的沸点。
4.如权利要求1所述的一种熔盐辅助回收风电叶片制石墨烯@SiO2复合材料的方法，其特征在于：所述风电叶片包括树脂和玻璃纤维。
5.如权利要求1所述的一种熔盐辅助回收风电叶片制石墨烯@SiO2复合材料的方法，其特征在于：所述反应时间为1min～2h。
6.如权利要求1所述的一种熔盐辅助回收风电叶片制石墨烯@SiO2复合材料的方法，其特征在于：步骤(2)还包括洗涤和烘干。
7.一种电极材料，其特征在于：包括权利要求1所述方法得到的的石墨烯@SiO2复合材料。
8.一种电极极片，其特征在于：包括集流体和位于集流体上的权利要求
9.一种工作电极负极，其特征在于：以权利要求8所述电极极片作为工作电极负极。
10.一种电池，其特征在于：包括权利要求9所述的工作电极负极，所述电池为锂离子电池、钠离子电池或钾离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种熔盐辅助回收风电叶片制石墨烯@sio2复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种熔盐辅助回收风电叶片制石墨烯@sio2复合材料的方法，其特征在于：所述熔盐与风电叶片粉末的质量比为(5～20)：1。
3.如权利要求1所述的一种熔盐辅助回收风电叶片制石墨烯@sio2复合材料的方法，其特征在于：所述反应温度t为：熔盐的熔点<t<熔盐的沸点。
4.如权利要求1所述的一种熔盐辅助回收风电叶片制石墨烯@sio2复合材料的方法，其特征在于：所述风电叶片包括树脂和玻璃纤维。
5.如权利要求1所述的一种熔盐辅助回收风电叶片制石墨...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志刚，朱文辉，任泽江，周玮，
申请(专利权)人：张家口建投新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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