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提到新能源电池，大家先想到的应该是锂电池，锂电池广泛应用于各种电子电器、电动汽车以及储能等领域。锂电池与矿物锂矿石紧密相关，锂矿石是生产锂电池的重要原材料之一，那么除了锂矿石之外，其他矿物加工能做电池吗？具体如何应用呢？

其实，为实现降低电池成本，同时实现矿物资源的高值化利用，业内着手研究矿物加工做电池的可行性者众多，基于典型矿物的形貌、结构、成分等特点，将矿物应用于新能源电池的电极材料或者电解质等关键材料，可有望改善电池的能量密度和安全等多方面性能，从而达到降低电池生产成本，实现资源利用高值化。那么哪些矿物加工能做电池呢?具体如何应用？下面我们来看看。

石墨
石墨是目前主流的锂离子电池负极材料,充电时锂离子嵌入后会形成锂碳层间化合物LiC6。,其理论容量为372mAh/g。天然石墨化学成分为C,通常可分为:晶质石墨和隐晶质石墨。天然石墨负极材料一般采用天然鳞片晶质石墨为原料。相对于人造石墨,天然石墨容量高、压实密度高、价格更低，但是,由于在充电过程中溶剂分子随锂离子的嵌入会引起石墨层“剥落”的现象,造成首次循环较大的不可逆容量损失和较差的循环性能。因此,需通过对天然石墨进行改性来改善其自身结构缺点,提升电池性能。

硫化物矿物
辉钼矿化学成分为MoS2,其中钼原子层与相邻2层硫原子层通过共价键结合构成“三明治”层状结构,层与层间以范德华力结合。但天然辉钼矿含有较多杂质,需要精炼后才能用作负极材料。
辉锑矿化学成分为Sb2S3,晶体结构属于正交(斜方)晶系,具有以(Sb4S6)基元连接的层状结构。Sb2S3是一种优秀的钠离子电池负极材料,其理论容量可以达到946mAh/g。
黄铁矿的主要成分为FeS2,以黄铁矿为正极材料制备的锂离子电池具有比容量大、价格低廉等优点,其电池电压在1.5V左右,初次放电容量大,可作为一次或二次电池使用。
黄铜矿也可用作锂离子电池正极材料。研究人员将黄铜矿经过浮选与酸处理后，用作锂离子电池正极材料。在电流密度为100mA/g时,可逆比容量可达1300mAh/g，并且拥有良好的倍率性能和循环稳定性,远优于单质S电极的循环稳定性。

矿物衍生物
作为锂离子电极负极材料,硅的储锂理论比容量高达4200mAh/g,且脱/嵌锂电位较低、元素储量丰富。因此,硅是一种非常有前景的电极材料。多种矿物中均含有大量硅元素,因此研究人员以含硅矿物为原料制备硅基材料,并将其用作锂离子电池负极材料。

硅藻土、沸石等多孔矿物
硅藻土由硅藻死后沉积在海洋或湖泊中形成，其化学成分以Si02为主(以Si02·nH20的形式存在),约占硅藻土的80%(质量分数)以上,并含有少量Al、Fe等杂质。研究人员采用镁热还原法制备多孔硅颗粒,并引入碳化葡萄糖和石墨与多孔硅制备了复合锂离子电池负极材料。
天然沸石也可以作为制备硅基材料的原料。沸石是由TO4四面体构成的水合晶体,硅氧四面体和铝氧四面体通过共用氧原子相连。研究人员采用低温熔融盐工艺还原高硅沸石,制备出晶体Si纳米颗粒,将其用作锂离子电池负极材料。

黏土矿物
黏土矿物是构成岩石和土壤细粒部分(<2um)主要组成的矿物,其资源丰富且廉价易得。黏土矿物具有丰富的结构和形貌,可用于制备具有不同微形貌的硅材料。以黏土矿物作为硅源制备硅负极材料,成本较低,尤其当将电极材料制成纳米尺寸时,能够有效缓解硅材料的体积效应。

矿物在新型电池中的应用
黏土矿物在固态电解质中有广阔的应用前景。蒙脱石、高岭石、凹凸棒石等黏土矿物,可用作电池的固态电解质,也常被用作聚合物固态电解质的无机骨架或填料。
黏土矿物作为陶瓷填料可改善固态电解质的某些性能,如凹凸棒石和海泡石的添加可提高电解质的机械强度,经过有机改性处理的凹凸棒石和海泡石加入后,电解质的离子迁移数、电化学性能稳定性等均得到显著提高。
蒙脱石、埃洛石等矿物作为硫的载体,可吸附多硫化物,抑制电极膨胀,进而提升电极循环稳定性;如对矿物进一步进行碳包覆,可提升导电性,从而改善硫电极的倍率性能。因此,矿物作为载体在锂硫电池中具有良好的发展前景。（以上资料来自粉体网）