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提到新能源電池，大家先想到的應該是鋰電池，鋰電池廣泛應用于各種電子電器、電動汽車以及儲能等領域。鋰電池與礦物鋰礦石緊密相關，鋰礦石是生產鋰電池的重要原材料之一，那么除了鋰礦石之外，其他礦物加工能做電池嗎？具體如何應用呢？

其實，為實現降低電池成本，同時實現礦物資源的高值化利用，業內著手研究礦物加工做電池的可行性者眾多，基于典型礦物的形貌、結構、成分等特點，將礦物應用于新能源電池的電極材料或者電解質等關鍵材料，可有望改善電池的能量密度和安全等多方面性能，從而達到降低電池生產成本，實現資源利用高值化。那么哪些礦物加工能做電池呢?具體如何應用？下面我們來看看。

石墨
石墨是目前主流的鋰離子電池負極材料,充電時鋰離子嵌入后會形成鋰碳層間化合物LiC6。,其理論容量為372mAh/g。天然石墨化學成分為C,通常可分為:晶質石墨和隱晶質石墨。天然石墨負極材料一般采用天然鱗片晶質石墨為原料。相對于人造石墨,天然石墨容量高、壓實密度高、價格更低，但是,由于在充電過程中溶劑分子隨鋰離子的嵌入會引起石墨層“剝落”的現象,造成首次循環較大的不可逆容量損失和較差的循環性能。因此,需通過對天然石墨進行改性來改善其自身結構缺點,提升電池性能。

硫化物礦物
輝鉬礦化學成分為MoS2,其中鉬原子層與相鄰2層硫原子層通過共價鍵結合構成“三明治”層狀結構,層與層間以范德華力結合。但天然輝鉬礦含有較多雜質,需要精煉后才能用作負極材料。
輝銻礦化學成分為Sb2S3,晶體結構屬于正交(斜方)晶系,具有以(Sb4S6)基元連接的層狀結構。Sb2S3是一種優秀的鈉離子電池負極材料,其理論容量可以達到946mAh/g。
黃鐵礦的主要成分為FeS2,以黃鐵礦為正極材料制備的鋰離子電池具有比容量大、價格低廉等優點,其電池電壓在1.5V左右,初次放電容量大,可作為一次或二次電池使用。
黃銅礦也可用作鋰離子電池正極材料。研究人員將黃銅礦經過浮選與酸處理后，用作鋰離子電池正極材料。在電流密度為100mA/g時,可逆比容量可達1300mAh/g，并且擁有良好的倍率性能和循環穩定性,遠優于單質S電極的循環穩定性。

礦物衍生物
作為鋰離子電極負極材料,硅的儲鋰理論比容量高達4200mAh/g,且脫/嵌鋰電位較低、元素儲量豐富。因此,硅是一種非常有前景的電極材料。多種礦物中均含有大量硅元素,因此研究人員以含硅礦物為原料制備硅基材料,并將其用作鋰離子電池負極材料。

硅藻土、沸石等多孔礦物
硅藻土由硅藻死后沉積在海洋或湖泊中形成，其化學成分以Si02為主(以Si02·nH20的形式存在),約占硅藻土的80%(質量分數)以上,并含有少量Al、Fe等雜質。研究人員采用鎂熱還原法制備多孔硅顆粒,并引入碳化葡萄糖和石墨與多孔硅制備了復合鋰離子電池負極材料。
天然沸石也可以作為制備硅基材料的原料。沸石是由TO4四面體構成的水合晶體,硅氧四面體和鋁氧四面體通過共用氧原子相連。研究人員采用低溫熔融鹽工藝還原高硅沸石,制備出晶體Si納米顆粒,將其用作鋰離子電池負極材料。

黏土礦物
黏土礦物是構成巖石和土壤細粒部分(<2um)主要組成的礦物,其資源豐富且廉價易得。黏土礦物具有豐富的結構和形貌,可用于制備具有不同微形貌的硅材料。以黏土礦物作為硅源制備硅負極材料,成本較低,尤其當將電極材料制成納米尺寸時,能夠有效緩解硅材料的體積效應。

礦物在新型電池中的應用
黏土礦物在固態電解質中有廣闊的應用前景。蒙脫石、高嶺石、凹凸棒石等黏土礦物,可用作電池的固態電解質,也常被用作聚合物固態電解質的無機骨架或填料。
黏土礦物作為陶瓷填料可改善固態電解質的某些性能,如凹凸棒石和海泡石的添加可提高電解質的機械強度,經過有機改性處理的凹凸棒石和海泡石加入后,電解質的離子遷移數、電化學性能穩定性等均得到顯著提高。
蒙脫石、埃洛石等礦物作為硫的載體,可吸附多硫化物,抑制電極膨脹,進而提升電極循環穩定性;如對礦物進一步進行碳包覆,可提升導電性,從而改善硫電極的倍率性能。因此,礦物作為載體在鋰硫電池中具有良好的發展前景。（以上資料來自粉體網）