Antracita para la producción de baterías: carcasas y ánodos

Aparte de los efectos a granel de actuar como relleno, es decir, proporcionar la mayor parte del tamaño físico de la sustancia, el uso de antracita como relleno para el caucho causa un aumento notable en la resistencia a la tracción en una variedad de cauchos. La investigación ha demostrado que en cauchos sintéticos de tipo estireno-butadieno, antracita molida a un tamaño de partícula de ca. 3 μm utilizados a una cantidad de 30% en peso proporcionaban una goma con resistencias a la tracción un 15% mayores que cuando el negro de carbón había sido utilizado como relleno(10). Los autores señalan, sin embargo, que la fuerza aumenta con una mayor carga de antracita hasta cierto punto: la fragilidad se hace notable en los niveles más altos de antracita.

Un beneficio notable del uso de antracita como relleno para caucho y termoplásticos similares es el aumento de la estabilidad térmica del material terminado, resultante de una generación in situ de un compuesto de material polímero-carbonoso (11). La estabilidad térmica en el caucho / plástico terminado es de particular utilidad para los materiales utilizados para las carcasas de las baterías, ya que las baterías a menudo se encuentran en entornos cálidos, como en la bahía del motor de un automóvil, por lo que la resistencia a largo plazo a la temperatura se valora para la duración continua de la batería sin fugas. En comparación con otros tipos de carbón más bajos, la antracita se muele mucho más fácilmente a los tamaños de partícula ultrafinos requeridos(12) y goza de una estructura física similar al grafito(13), por lo tanto, requiere poco procesamiento antes de su uso.

La formación de caucho utilizando altas proporciones de material carbonoso, como los rellenos de antracita, conduce a un grado de formación de poros, pero estos no son penetrantes a través del material a granel, y a menudo tienen tamaños de poro menores de 2 nm (14) y, por lo tanto, no se reconoce como un problema. De hecho, tales nano/microporos son ventajosos; el caucho está formado por un proceso conocido como vulcanización, y los elastómeros formados por vulcanización llenan los poros(15).

Cuando se forman compuestos como el caucho, la tensión de tracción es reducida por las cadenas moleculares del caucho/plástico 'deslizándose' sobre la antracita molida cuando se pone bajo tensión externa - tal 'deslizamiento' reduce los impactos estresantes generales y por lo tanto se puede decir que refuerza la estructura(16). Se divulga que la antracita molida tiene una interacción obligatoria más fuerte con las moléculas de goma que otros materiales carbonáceos.