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石墨负极粉体辊压磨在人造石墨负极材料的制备中的应用

2022-04-26 15:11:45 字号 A- A A+

电动汽车用的锂离子动力电池,负极多为人造石墨,其倍率性能,电解液兼容性和循环寿命较天然石墨具有突出优势,占整个负极材料的出货量比重较高。人造石墨负极材料的制备大致可分为四步:原料预处理,造粒,石墨化和磨粉筛分。其中有多个粉碎环节,需要采用石墨负极粉体辊压磨对沥青焦、石油焦等原料、成品及残极进行磨粉作业。科利瑞克作为石墨负极粉体辊压磨生产厂家,今天为大家介绍一下石墨负极粉体辊压磨在人造石墨负极材料的制备中的应用。


人造石墨负极材料的制备流程:
首先是确定是骨料的配方。即前驱体所用的各种焦类,黏结剂及各自占比。通过将若干种不同性质,不同粒度的焦类,同黏结剂按一定比例编制成配料单。进行配方设计原因是人造石墨结构属于粉粒结构,它是通过一定的工艺操作,使炭质颗粒,粉末和粘结剂之间通过化学键力,分子间力,机械粘附力及机械镶嵌咬合力的综合作用,形成具有一定形状和功能的均匀整体。这种粉粒结构及其性能取决于各种粉粒的占比。所以,如果把这些不同结构与性质的物料按照一定比例进行混合,制成一种均匀的整体。就可以得到一种与原料完全不同的具有其综合性能的芯材料。
第二步:粉碎整形。即将所需要的石油焦或者沥青焦,进行整形处理成D50在2-20um的颗粒。这一步多使用机械方法进行粉碎。之所以要进行粉碎,是因为来料的石油焦或沥青焦虽然经过预碎,料块的粒度有所减小,但仍有10-50mm左右,波动较大,与配方要求的粒度相距甚远。无法直接用于人造石墨的生产。粉碎的过程就是固体克服内聚力,由大块碎解成小块或细粉的过程。这个过程的特点是:物料的粒度变小,单位质量的总表面积增加,需要消耗较多能量。在此步骤中,石墨负极粉体辊压磨就是用于粉碎石油焦、沥青焦等原料的设备。该步骤对于粉体粒径的控制会直接影响成品质量。采用石墨负极粉体辊压磨相较气流磨和球磨机等设备具备产量高、平均能耗低、设备布置灵活等优势。
第三步:混合混捏。将第二步处理好的不同粒度的油系或煤系干物料进行混合,之后加入液态的沥青黏结剂,采用机械搅拌的方法,使物料分布均匀。
第四步:石墨化。即在石墨化炉中,在保护介质中加热到3000℃以上,使六角炭原子平面网络从二维空间的网络结构转变为三维空间的有序排列的石墨结构。在人造石墨生产中,多采用艾其逊炉,这种方法属于直接加热法,电源与石墨制品直接接触,制品本身就是导体,通过电阻加热,使制品达到石墨化的温度。
第五步:包覆碳化。这一步通过人造石墨同沥青,树脂类聚合物按照一定比例充分混合,之后在1000-1300℃进行碳化,最终在人造石墨的表面包覆一层无定形碳,这样可以优化石墨在充放电过程中的锂离子传输速率,提升电芯的快充能力。
第六步:筛分。石墨化后的物料通过真空输送到磨粉机,进行物理混合、磨粉,筛分后进行检验、计量、包装入库。

随着电动汽车市场的蓬勃发展,人造石墨的出货量在整个负极材料市场的占比呈现不断攀升的态势。对于人造石墨负极材料的制备中,对于原料粒度、产品纯度、设备稳定性、能否连续生产、设备的含铁量等,都是主要的考虑因素,因此,对于石墨负极粉体辊压磨的选择也十分关键。我们是石墨负极粉体辊压磨生产厂家,我们生产的石墨负极粉体辊压磨有悬辊磨粉机、环辊磨粉机、立式辊压磨等多种类型。它们的工作原理和产能大小都有一些具体差别,可加工80-2500目石墨负极粉体,具体可以根据您的细度要求和产能要求进行选择。