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锂电池负极材料人造石墨生产工艺详解
1、需要使用不同的通电曲线,控制石墨化过程中升温和降温的速率。在特定情况下,可以在配料中添加催化剂,提高石墨化度,即“催化石墨化”。生产设备与工艺优化 生产设备:人造石墨生产中常用的石墨化炉有艾奇逊石墨化炉和内串炉等。
2、人造石墨作为锂电池负极材料的基材,其生产工艺包括原料选取与准备、化学处理、热处理与碳化、粉碎与筛分以及包装储存与运输等多个环节。以下是详细的生产工艺流程: 原料选取与准备 原料来源:人造石墨的原料主要来源于石油焦、针状焦、沥青焦等碳质原料。
3、人造石墨负极材料的生产工艺大致可以分为四个主要环节:破碎、造粒、石墨化、筛分除磁。每个环节都至关重要,且存在一定的技术差异和工艺差别。破碎 破碎是人造石墨负极材料生产的第一步。这一步骤的主要目的是将原料进行初步细化,为后续工艺提供合适的粒度分布。
负极材料石墨化技术与改良
1、负极材料石墨化技术与改良 负极材料石墨化技术是指用热能将不稳定的碳原子实现由乱层结构向石墨晶体结构的有序转化,原子重排及结构转变的能量来源为高温热处理。随着热处理温度的提高,D002(石墨层间距)逐渐变小,到达2300℃时变化显著,到3000℃时,变化趋向缓慢,直至完成整个石墨化过程。
2、石墨化主流炉型及工艺 艾奇逊石墨化炉:将炭质负极材料装在单孔坩埚内,再将坩埚装入石墨化炉内,并间装电阻料作电阻,两侧和上盖装入保温料后通过送电完成石墨化。内串石墨化炉:将炭质负极材料装在多孔坩埚内,然后将坩埚通过串接方式首尾相连装入石墨炉内,同样通过送电完成石墨化。
3、负极材料石墨化过程***用的炉型主要有艾奇逊石墨化炉、内串石墨化炉、厢式石墨化炉及连续式石墨化炉四种。艾奇逊石墨化炉:是传统的石墨化设备,将炭质负极材料装在一个个坩埚内,再将坩埚装入石墨化炉内并间装电阻料作电阻,两侧和上盖装入保温料后通过送电完成石墨化。其能耗较高,但产出稳定可靠。
4、负极材料石墨化是指通过高温热处理,将非石墨材料转变为具有石墨三维规则有序结构的石墨质炭的过程。这一过程能够显著提升炭材料的热、电传导性,抗热震性和化学稳定性,并赋予其润滑性和抗磨性,同时提高炭材料的纯度。
负极材料石墨化主流工艺及技术要点
1、负极材料石墨化的主流工艺有艾奇逊石墨化炉、内串石墨化炉、箱式石墨化炉和连续石墨化炉,技术要点包括高温处理、挥发分管理、炉阻均匀分布和冷却过程。主流工艺: 艾奇逊石墨化炉:最为常见,***用单孔或多孔坩埚,通过电阻加热将无定形炭转化为有序的石墨结构。
2、自然冷却:负极材料在石墨化冷却过程中不能***取浇水强行冷却的方式,应***取抓斗或吸料装置逐层抓料进行自然冷却。出炉时机:负极材料坩埚在150℃左右出炉最佳。过早取出会因温度过高导致负极材料氧化,比表面积增大;过晚取出也会使负极材料氧化,且生产周期变长,成本上升。
3、负极材料石墨化的主流炉型及工艺如下:主流炉型:艾奇逊石墨化炉:炭质材料被装入单孔坩埚中,石墨炉内串接电阻料,在电力驱动下完成石墨化过程。内串石墨化炉:炭质材料填充在多孔坩埚中,通过串联放入炉内,保温材料确保温度均匀分布。
4、艾奇逊石墨化炉 工艺描述:艾奇逊炉是将炭质负极材料装在单孔坩埚内,再将坩埚装入石墨化炉内并间装电阻料作电阻,两侧和上盖装入保温料后通过送电完成石墨化。特点:艾奇逊石墨化炉是传统且广泛使用的炉型,技术成熟,适用于多种炭质材料的石墨化处理。
5、负极材料的石墨化冷却不能使用洒水方式,应***用抓斗或负压吸料系统逐层抓开进行自然冷却。冷却时间不宜过长,需根据实际观察确定出坩埚时机。石墨化过程中会形成一层粗糙的表皮料,需在出炉后出粉前打掉,取出的表皮料另行处理。