来源：快猛电池 发布日期：2026-06-22 15:44:48

因为电池在能量存储中发挥着关键效果，因而被广泛运用。然而，其对环境的负面影响仍然是一个严重应战。目前处理和处置废旧电池的主流技术极其复杂且贵重，这凸显了将废旧电池资料升级收回为宝贵资源的紧迫性，以减轻其对环境的影响。为此，本文报告了一种从Zn–C电池中收回石墨棒和Zn的计划。在该办法中，运用从废旧电池石墨棒中提取的graphene flakes组成聚合物复合资料，用于制备多功能棉纺织品；同时，将废旧电池的外层Zn外壳用作储能器件中的Zn阳极。所组成的多功能织物表现出优异的储能性能，特别是在Zn-ion hybrid supercapacitors中，在0.5 A g⁻¹的扫描速率下完成了140 F g⁻¹的比电容；具有约48 dB的electromagnetic interference shielding功率；具备可穿戴的人体运动检测传感能力；以及用于除冰的Joule heating行为。此外，该织物展现出卓越的抗菌功率，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有约27 mm宽的抑菌圈。本文提出的“变废为宝”战略有望助力环境保护和创新型多功能纺织品的制造。

图文摘要

锌碳电池和碱性电池被视为第一代一次电池，因其具有长保质期、高能量密度、本钱效益、宽工作温度范围以及低自放电率等无可否认的优势，常用于手表、玩具、计算器、遥控器和手电筒等众多家用电器中（Gabal et al., 2014；Hu et al., 2021）。这些一次电池不可充电，它们以二氧化锰（MnO 2）作为正极，氯化铵或氯化锌糊状物作为电解质，并运用纸隔阂避免与锌金属触摸，而锌金属既充任负极又作为电池外壳（Bandi et al., 2019；Hong et al., 2024a）。安装在这些电池中心的碳棒充任负极的电子收集器。然而，因为含有锌和锰等重金属离子成分，这些单次运用的电池很简单被随意丢掉，并被视为风险工业废物（Gao et al., 2023；Shangguan et al., 2022）。因而，很多废旧电池的处理已对环境和人类生命构成严重要挟（Belardi et al., 2012）。据报告，韩国每年约有13,000吨废旧电池被当作垃圾丢掉，其中包含558吨锌碳电池和二次碱性锰电池（Suryaprabha and Park, 2023）。然而，安全处置这些电池不仅耗资巨大，并且需求一个...
人们已投入很多努力来收回这些电池资料。值得注意的是，收回石墨——它在一次性电池和Li-ion电池中都发挥着至关重要的效果——能够下降对原始石墨来历的依靠。例如，能够运用各种技术从废旧电池中提取的石墨组成graphene。其中，electrochemical exfoliation（ECE）因其显著优势而锋芒毕露，包含比其他办法具有更高的产值、相对更短的处理时间和更好的本钱效益。根据ECE的graphene组成触及阴极和阳极两种办法（别离施加负偏压和正偏压），这首要取决于供给石墨电极的功率（Le et al., 2023）。
ECE办法已被成功用于从废旧电池中制备graphene和graphene oxide（GO）。例如，Liu等人运用Pt丝作为阴极，石墨棒作为阳极，在质子酸电解液存在下，从废旧干电池的石墨棒中组成了graphene片（Liu, J. 等人，2013年）。同样地，Prakoso等人运用上述相同的阳极和阴极，并以poly(sodium 4-styrenesulfonate)（PSS）作为电解液，从废旧电池取得的石墨棒中制备了导电graphene薄膜（Prakoso等人，2020年）。
碳基资料，特别是graphene及其衍生物，在众多运用中发挥着至关重要的效果（Haeji等，2023）。很多的研讨工作集中于运用源自废旧电池的GO用于各种意图，包含能量存储、催化、电化学传感、柔性传感器开发以及其他环境运用（Ribeiro等，2021；Yokwana等，2023）。例如，Azam等运用源自废旧电池的GO作为吸附剂来去除水体中的铅（Azam等，2022）。Zheng等运用源自废旧电池的graphene制备气凝胶以去除废水中的cargo red染料（Zheng等，2021；Zheng等，2021）。Bejigo等研讨了运用源自废旧电池的GO制备的电催化剂在甲醇氧化和氧复原反响中的性能（Bejigo等，2023）。Ribeiro等研讨了源自废旧电池的GO及其复合资料在电化学传感领域的运用（Ribeiro等，2021）。
此外，已有很多研讨致力于收回石墨资料，以出产包含Li-ion、Zn-ion和Zn–air电池在内的多种类型电池的电极资料。为了拓展这一研讨方向，本研讨旨在运用源自废旧电池的graphene flakes（GFs）完成多种用处，包含Zn-ion混合超级电容器的制备、应变传感、electromagnetic interference（EMI）屏蔽以及用于除冰运用的Joule加热。据我们所知，本研讨初次将废旧电池衍生的GFs运用于Zn-ion混合电容器中，并将其无缝集成到根据棉纺织物的电极上。此外，它还开创性地直接将源自废弃一次性电池的锌箔作为Zn-ion混合电容器中的Zn负极运用。
导电聚合物（CPs），包含聚苯胺（PANI）、聚吡咯（PPy）和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)（PEDOT），以及各种无机金属氧化物如ZnO、TiO₂、SnO₂、MnO₂、Fe₃O₄、Cu、Ag和CuO，已被引进石墨烯结构中以增强其性能（Kumar等，2017）。在这些CPs中，PPy因其共同的π共轭结构而锋芒毕露，从而供给高电导率、高能量密度、本钱效益和环境稳定性（Saheeda和Jayaleksmi，2020）。此外，GF/PPy纳米复合资料因其在超级电容器体系中的适用性而得到广泛认可（Abdillah等，2023）。因而，在本研讨中，组成了一种GF/PPy复合资料并将其与Ag结合，这下降了其表面电阻，赋予了抗菌特性，并增强了其用于焦耳加热运用的热稳定性。因为其进步的电导率、热稳定性和抗菌特性，所得复合资料可可行地运用于各种场景。