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帶你了解人造石墨負極材料
2024-07-16 14:46
人造石墨是由石油焦、針狀焦、瀝青焦等原料，歷經(jīng)粉碎、造粒、分級以及高溫石墨化加工等一系列流程制成。其具備電子電導率較高、鋰離子擴散系數(shù)較大、嵌鋰容量較高、嵌鋰電位較低以及安全穩(wěn)定等特性，而且石墨材料來源廣泛，價格實惠。得益于負極材料制備的技術(shù)成熟以及配套產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢，所以人造石墨在作為負極材料的未來幾年內(nèi)依然會是主流。
制備流程詳解
1、預處理階段：依據(jù)產(chǎn)品特性的差異，調(diào)控石墨原料與瀝青的混合比例，范圍設(shè)定在100:（5至20）之間。此混合物通過很好的真空上料系統(tǒng)（配備失重秤以確保精準投料）平穩(wěn)輸送至料斗，隨后由料斗均勻送入磨粉機內(nèi)，進行粉磨處理，將初始粒徑5~10mm的原輔料精細研磨至5-10微米的超細粉末。
2、造粒工藝：此環(huán)節(jié)細分為熱解與磨粉篩選兩大步驟。
熱解工序：將超細粉末狀態(tài)的半成品1投入反應(yīng)釜，歷經(jīng)特定工藝處理后，待溫度降至適宜范圍，完成出料，獲得半成品2。
篩分工序：采用真空傳輸技術(shù)，將半成品2無縫對接至磨粉機進行二次精細研磨，將10~20mm的物料細磨至6~10微米粒徑。隨后，利用精密管道系統(tǒng)將粉料輸送至篩分機，進行高效篩分，確保粒度均勻一致。
3、石墨化過程：此階段核心在于利用電阻加熱技術(shù)，將炭質(zhì)材料加熱至極高溫度區(qū)間（2300~3000℃），促使原本無序的炭質(zhì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為高度有序的石墨晶體結(jié)構(gòu)。隨著熱處理溫度的逐步攀升，石墨層間距顯著縮小，通常穩(wěn)定在0.343~0.346nm之間。尤其當溫度達到2500℃時，變化尤為顯著；至3000℃時，變化趨于平緩，標志著石墨化過程的完成。
4、更終磨粉篩分：石墨化后的物料在真空環(huán)境下被輸送至磨粉機，進行物理混合與再次磨粉處理。隨后，采用270目分子篩進行細致篩分，確保產(chǎn)品粒度符合標準。篩下物經(jīng)過嚴格檢驗、精確計量后，妥善包裝入庫。對于篩上物，則實施進一步磨粉處理，直至其粒徑達標，再重新進行篩分，確保每一粒產(chǎn)品均達到生產(chǎn)需求。
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