Using Coffee-Derived Hard Carbon as a Cost-Effective and Eco-Friendly Anode Material for Li-Ion Batteries

남승훈; 홍성주; 김성수

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자료유형: 학술저널

저자정보: 남승훈 (안동대학교) 홍성주 (안동대학교) 김성수 (안동대학교)

저널정보: 한국부식방식학회 Corrosion Science and Technology CORROSION SCIENCE AND TECHNOLOGY 제20권 제1호

발행연도: 2021.1

수록면: 15 - 21 (7page)

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Through a simple filtration process, followed by carbonization within a reductive environment, coffee waste grounds can be transformed into a non-porous hard carbon for use in multiple contexts. This resulting coffee-waste carbon has been evaluated as an eco-friendly and cost-effective replacement for conventional graphite. When compared with different types of carbon, our study found that the coffee-waste carbon fell into the category of hard carbon, as verified from the galvanostatic charge/discharge profiles. The coffee-waste carbon showed a superior rate capability when compared to that of graphite, while compromising smaller capacity at low C rates. During electrochemical reactions, it was also found that the coffee-waste carbon is well exposed to electrolytes, and its disordered characteristic is advantageous for ionic transport which leads to the low tortuosity of Li ions. Finally, the high irreversible capacity (low initial Coulombic efficiency) of the coffee-waste carbon, which if also often observed in amorphous carbon, can be adequately resolved through a solution-based prelithiation process, thereby proving that the coffee-waste carbon material is quite suitable for commercial use as an anode material for quickly-chargeable electrodes.

#Coffee waste #Hard carbon #High-rate anodes #Li-ion batteries

참고문헌 (39)

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Jun Liu / 2019 / Pathways for practical high-energy long-cycling lithium metal batteries / Nature Energy 4(3):180~186

Johannes Betz / 2019 / Theoretical versus Practical Energy: A Plea for More Transparency in the Energy Calculation of Different Rechargeable Battery Systems / Advanced Energy Materials 9(6):1803170

Zhan Lin / 2018 / Aligning academia and industry for unified battery performance metrics / Nature Communications 9(1):5262

J.-M. Tarascon / 2001 / Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries / Nature 414(6861):359~367

M. Armand / 2008 / Building better batteries / Nature 451(7179):652~657

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