本發(fā)明涉及過期藥品阿司匹林在可充電電池中的應用，具體的，是將過期阿司匹林回收并作為鋰/鈉離子電池負極活性材料，屬于新能源材料的領域。

背景技術：

隨著人們生活水平的提高和健康意識的普及，家庭儲備的藥品種類與數量不斷增多以備不時之需，以至于幾乎每個家庭都或多或少儲備有過期藥品。這些儲備藥品一旦過期且不及時進行合理回收和利用，極易引發(fā)誤食中毒及環(huán)境污染等嚴重后果。據調查，大多數過期藥品僅被當作生活垃圾而隨意丟棄，導致每年都會產生大量的藥物性廢棄物。部分藥物的結構穩(wěn)定而難以降解，經雨水沖刷后進入地下水，對水體或土壤造成污染；一些特殊藥品可能會引發(fā)更加嚴峻的問題，如抗生素類藥物中有效成分的擴散會導致耐藥菌類的產生并引發(fā)傳染性疾病?？梢?，對藥物性廢棄物的回收處理成為一個亟待解決的全球性問題。

阿司匹林誕生于1899年3月6日，是一種歷史悠久的解熱鎮(zhèn)痛藥，在臨床上最早用于解熱鎮(zhèn)痛，現多用于預防血栓、心梗及腦梗等心腦血管疾病的治療。如下所示，阿司匹林是水楊酸與乙酸發(fā)生酯化反應后的產物，分子中含有兩個羧基官能團，屬于羰基化合物。

目前，可充電電池中的電極材料主要分為無機材料和有機材料兩大類，其中有機材料具有質輕、柔軟、種類多、易于設計加工等諸多優(yōu)點而受到廣泛的關注和青睞。常見的有機電極材料可分為有機硫化物、導電聚合物、氮氧自由基化合物及羰基化合物等；考慮到大多數藥品的主要成分為有機化合物，如果能將含有具儲能活性官能團的過期藥品重新用于可充電電池的電極材料，不僅可以減少過期廢藥的排放和污染問題，同時也有助于節(jié)約有用資源的浪費，降低電極制備成本，實現綠色能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略?；谏鲜鲅芯勘尘?，本發(fā)明首次將含有活性官能團羰基結構的過期藥品阿司匹林回收并嘗試應用于可充電電池電極材料，并考察其充/放電性能。

技術實現要素：

過期藥品阿司匹林在可充電電池中的應用，按照下述步驟進行：

（1）將過期阿司匹林研磨成粉狀，并與導電劑、粘結劑按比例均勻混合成電極漿料；

（2）將步驟（1）得到的電極漿料均勻涂覆于集流體上，真空干燥，得到電極片；

（3）將步驟（2）所制備的電極片作為工作電極，在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成可充電電池。

步驟（1）所述導電劑為乙炔黑、導電石墨或碳納米管。

步驟（1）所述粘結劑為聚乙烯醇（pva）、聚四氟乙烯（ptee）、羧甲基纖維素鈉（cmc）或聚偏氟乙烯（pvdf）。

步驟（1）所述電極漿料過期藥品阿司匹林粉末的質量百分比為60%-80%、導電劑的質量百分比為10%-30%，粘結劑按的質量百分比為10-20%。

步驟（2）所述集流體形貌為網狀、箔片或泡沫，材質為銅、鐵或鎳。

步驟（2）所述真空干燥溫度為30~60℃，干燥時間12~24h。

步驟（3）組裝成的可充電電池為鋰離子電池或鈉離子電池。

本發(fā)明主要涉及將過期藥品阿司匹林作為活性材料制備電極片并用于可充電電池中：以所制備的電極片作為工作電極，在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成扣式模擬電池，組裝過程中使用的隔膜、電解液均為本領域制備過程中的常規(guī)選擇。此外，借助掃描電子顯微鏡（sem）、傅里葉轉換紅外光譜分析儀（ftir）以及電化學測試技術等手段對材料的微觀結構、電化學反應機理和電化學性能進行表征與分析。

本發(fā)明的優(yōu)點與效果：

本發(fā)明首次嘗試將過期阿司匹林用作可充電電池電極材料，制備工藝簡單，屬于廢棄物的資源化利用，有助于構建循環(huán)經濟模式、保護生態(tài)環(huán)境；所制備的電極在電化學測試過程中表現出了穩(wěn)定且可逆的循環(huán)充/放電性能；本發(fā)明內容開拓了過期藥品用于可充電電池電極材料的新途徑和新思維，有助于降低藥物性廢棄物的環(huán)境排放和污染，降低有用資源的浪費及可充電電池材料的制造成本，有助于過期廢藥的資源化利用與綠色能源的可持續(xù)發(fā)展。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的過期藥品阿司匹林粉末的sem圖；

圖2為本發(fā)明實施例2的過期藥品阿司匹林粉末的ftir譜圖；

圖3為本發(fā)明實施例3過期藥品阿司匹林作為負極制備的鈉離子電池的充/放電曲線圖；

圖4為本發(fā)明實施例4過期藥品阿司匹林作為負極制備的鋰離子電池的循環(huán)穩(wěn)定曲線圖；

圖5為本發(fā)明實施例5制備的過期藥品阿司匹林作為負極制備的鋰離子電池的循環(huán)伏安曲線圖。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發(fā)明做出進一步詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于所述內容。

實施例1

本實施例過期藥品阿司匹林在鈉離子電池中的應用，按照下述步驟進行：

（1）將過期藥品阿司匹林研磨成粉狀，并采用掃描電鏡觀察其微觀形貌，如圖1所示，由圖1可知，過期藥品阿司匹林的微觀形貌以棒狀為主，也伴隨有顆粒狀，將粉末與導電石墨、聚乙烯醇（pva）按質量比7:2:1均勻混合成電極漿料；

（2）將步驟（1）得到的電極漿料均勻涂覆于銅網集流體表面，真空60℃干燥24h后，得到電極片；

（3）以步驟（2）制得的電極片為工作電極，以鈉箔為對電極和參比電極，以無紡布為隔膜，以含1mol/lnaclo4的5%氟化碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)混合液為電解液，其中ec、dec的體積比為1:1:1，然后在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成扣式模擬鈉離子電池，并以恒流充/放電法測試其充/放電性能及循環(huán)穩(wěn)定性能。

實施例2

本實施例過期藥品阿司匹林在鋰離子電池中的應用，按照下述步驟進行：

（1）將過期阿司匹林研磨成粉狀，并采用傅立葉紅外光譜分析測試其微觀結構，如圖2所示，由圖2可知，在波數為3080cm^-1、2872cm^-1、1754cm^-1、1691cm^-1、1605cm^-1、1458cm^-1、1095cm^-1、1012cm^-1處分別對應于c-oh鍵的伸縮振動、-ch3鍵的伸縮振動、脂基團上c=o鍵的伸縮振動、羧基上c=o鍵的伸縮振動、苯環(huán)中c=c的伸縮振動、-ch3的彎曲振動、c-h鍵的彎曲振動及脂基團上c-o鍵的伸縮振動，顯然，過期藥品阿司匹林中主要成分仍是鄰乙酰水楊酸乙酯，將粉末與碳納米管、聚四氟乙烯（ptee）按8:1:1均勻混合成電極漿料；

（2）將步驟（1）得到的電極漿料均勻涂覆于泡沫銅集流體表面，真空40℃干燥12h后制得電極片；

（3）以步驟（2）所制得的電極片為工作電極，以鋰箔為對電極和參比電極，以celgard2400膜為隔膜，以含1mol/llipf6的碳酸乙烯酯(ec)和碳酸二乙酯(dec)混合液為電解液，其中ec和dec的體積比為1:1，然后在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成扣式模擬鋰離子電池，并以恒流充/放電的方法測試其充/放電性能及循環(huán)穩(wěn)定性能。

實施例3

本實施例過期藥品阿司匹林在鈉離子電池中的應用，按照下述步驟進行：

（1）將過期藥品阿司匹林研磨成粉狀，將粉末與乙炔黑、聚偏氟乙烯（pvdf）按6:3:1均勻混合成電極漿料；

（2）將步驟（1）得到的電極漿料均勻涂覆于鎳箔集流體表面，真空60℃干燥24h后制得電極片；

（3）以步驟（2）制得的電極片為工作電極，以鈉箔為對電極和參比電極，以無紡布為隔膜，以含1mol/lnaclo4的5%氟化碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯(ec)和碳酸二乙酯(dec)的混合液為電解液，其中ec與dec的體積比為1:1，然后在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成扣式模擬鈉離子電池，并以恒流充/放電的方法測試其充/放電性能，如圖3所示，由圖3可知，電極材料在模擬鈉離子電池中的比容量在40mah/g左右，充放電平臺穩(wěn)定在0.25v~0.60v的范圍內。

實施例4

本實施例過期藥品阿司匹林在鋰離子電池中的應用，按照下述步驟進行：

（1）將過期阿司匹林研磨成粉狀，將粉末與導電石墨、羧甲基纖維素鈉（cmc）按質量比6:2:2的比例均勻混合成電極漿料；

（2）將步驟（1）得到的電極漿料均勻涂覆于鐵箔集流體表面，真空30℃干燥18h后制得電極片；

（3）以步驟（2）制得的電極片為工作電極，以鋰箔為對電極和參比電極，以celgard2500膜為隔膜，以含1mol/lnaclo4的5.0%氟化碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯(ec)和碳酸二乙酯(dec)混合液為電解液，其中ec和dec的體積比為1:1，然后在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成扣式模擬鋰離子電池，并以恒流充/放電的方法測試其充/放電性能及循環(huán)穩(wěn)定性能，如圖4所示，由圖4可知，所組裝的模擬電池表現出良好的循環(huán)穩(wěn)定性，首圈放電比容量為185mah/g，隨后由于緩慢活化而使比容量略有上升，在第150圈時可達到220mah/g，庫倫效率接近100%。

實施例5

本實施例過期藥品阿司匹林在鋰離子電池中的應用，按照下述步驟進行：

（1）將過期阿司匹林研磨成粉狀，將粉末與乙炔黑、聚偏氟乙烯（pvdf）按質量比6:3:1的比例均勻混合成電極漿料；

（2）將步驟（1）得到的電極漿料均勻涂覆于鐵箔集流體表面，真空50℃干燥12h后制得電極片；

（3）以步驟（2）制得的電極片為工作電極，以鋰箔為對電極和參比電極，以celgard2400膜為隔膜，以含1mol/llipf6的碳酸乙烯酯(ec)和碳酸二乙酯(dec)混合液為電解液，其中ec和dec的體積比為1:1，然后在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成扣式模擬鋰離子電池，并使用循環(huán)伏安法（cv）測試其電化學特征，如圖5所示，由圖5可知，在0.2v和0.8v左右出現還原峰，在0.3v和1.0v左右出現氧化峰，表明了鋰離子在充放電過程中可逆的電化學反應過程。