Lithium-ion batteri anode materiale serie fem - fremstillingsmetode for grafitt anode materiale

Hvis et litium-ion batteri selskap sammenlignes med en kokk, er det negative elektrodematerialet en hard grønnsak. Hvordan lage denne harde grønnsaken godt er hovedansvaret til ingeniørene i de fleste litiumbatteriselskaper, og kvaliteten på selve den harde grønnsaken må vurderes. Evnen til grønnsaksmestrene er nå, og disse grønnsaksmestrene er de negative materialprodusentene. Som den siste artikkelen i serien med grunnleggende kunnskap om negative elektroder, vil jeg gå tilbake til kilden og gjennomføre en foreløpig undersøkelse av produksjonsprosessen av negative elektrodematerialer, i håp om å popularisere grunnleggende kunnskap for flertallet av litiumbatterikolleger.

1. Produksjonsprosessen av kunstig grafitt

Folk tror ofte at fremstillingen av negative elektrodematerialer er veldig enkel, bare kast råvarene inn i sintringsovnen og heve temperaturen for sintring, men denne forståelsen er veldig overfladisk. Fremstillingen av kunstig grafitt må gå gjennom fire store prosesser med "knusing, granulering, grafitisering og screening" og mange små prosesser. De to leddene granulering og grafitisering har høye tekniske barrierer, som ikke er enkle. En enkel sintring vil gjøre. La oss starte med råvarene til kunstig grafitt:

Tilslagene av kunstig grafitt er delt inn i tre kategorier: kullserier, petroleumsserier og kull- og petroleumsblandingsserier. Blant dem er kullbasert nålkoks, petroleumsbasert nålkoks og petroleumskoks de mest brukte. Når det gjelder dagens marked, brukes nålkoks som råmateriale for high-end negative elektroder, og billig petroleumskoks brukes som råmateriale for medium og low-end negative elektroder. Bindemidlet binder de forskjellige partiklene sammen.

Den første er forbehandlingsprosessen. I henhold til produktets behov blandes grafittråmaterialene og asfalten i forskjellige proporsjoner, og deretter utføres jetmøllen. De malte råvarene går inn i granuleringsprosessen. Granuleringsprosessen er delt inn i pyrolyse og kulemaling. Screeningsprosess, størrelsen, distribusjonen og morfologien til granuleringen vil direkte påvirke ytelsen til det negative elektrodematerialet, som har blitt dekket i forrige emne og vil ikke bli beskrevet i detalj her; pyrolyseprosessen er en prosess med gradientoppvarming og omrøring, som kan være. Til mellomproduktet er silingsprosessen med kulefresing en mekanisk kulefresingsprosess. Store partikler males til mindre. På dette tidspunktet går produktet inn i grafitiseringsprosessen, og sintres til forskjellige temperaturer etter behov for å oppnå produkter med forskjellige grader av grafitisering. Til slutt utføres kulefresing. Det er mange små prosesser midt i screeningen, og hver produsent er forskjellig, så jeg skal ikke gjenta dem her.

Grafitisering er en høytemperatur varmebehandling der produktet som skal tilberedes plasseres i et beskyttende medium i en grafitiseringsovn og varmes opp til høy temperatur, slik at det sekskantede karbonatomplannettet transformeres fra den uordnede overlappingen av den todimensjonale plass til den ordnede overlappingen av det tredimensjonale rommet, og har en grafittstruktur. I prosessen, når sintringstemperaturen øker, blir defektene i grafittstrukturen mindre og mindre, og graden av grafitisering blir høyere og høyere, men i selve produksjonsprosessen er temperaturfordelingen ofte ujevn, noe som krever tenkning på utstyr. Metoden gjør temperaturfordelingen mer jevn, gjør oppvarmingen av hele materialet mer jevn, og forbedrer renheten til produktet.

2. Produksjonsprosessen av naturlig grafitt

. Trinnene er også de fire hovedprosessene med knusing, granulering, grafitisering og sikting. På grunn av defektene til naturlig grafitt, må trinn som sfæroidisering, magnetisk fjerning og overflatebelegg også utføres, som også er for å forbedre de fysiske egenskapene til naturlig grafitt. og elektrokjemisk ytelse.
Med teknologiutviklingen gjennomføres samtidig produksjon av kunstig grafitt med naturlig grafitt som råstoff. Tross alt har landet mitt et stort territorium og rikelig med naturlige grafittreserver. Imidlertid er det fortsatt store problemer for tiden, og prosessruten og relaterte teknologier er fortsatt i utvikling. blant.

3. Produksjonsprosess av mesokarbonmikrosfærer (MCMB)

Når bekforbindelsene varmebehandles, oppstår termisk polykondensasjon for å danne anisotrope mesofasekuler.

Det er en sfærisk partikkel som kan pakkes tett for å danne en elektrode med høy tetthet; har et lavt overflateareal, noe som reduserer sidereaksjoner under ladning og utladning; den indre krystallstrukturen er radialt arrangert, noe som betyr at det er mange eksponerte overflater på overflaten. Kanten på grafittkrystallen, som gjør at den kan lades og utlades med høy strømtetthet, har blitt mye brukt i kraft og hurtiglading litium-ion-batterier.

4. Andre grafittmaterialer produksjonsprosessen

Mykt karbon: ofte kjent som lett grafitisert karbonmateriale, det er et amorft karbonmateriale som kan grafitiseres under 2000 °C, med lav krystallinitet, stor mellomlagsavstand, høy irreversibel kapasitet for den første utladningen og ingen åpenbar spenningsplatå. Den kan passere petroleumskoks og nålkoks. sintret;

Hardt karbon: Vanligvis kjent som karbonmateriale som er vanskelig å grafitisere, er det vanskelig å grafitere ved temperaturer over 3000 °C. Generelt har harpikskarbonmaterialer, acetylensort og andre stoffer passende mellomlagsavstand, ingen åpenbar utvidelse under lading og utlading, og har god lade- og utladningsytelse. , har blitt mye brukt i Japan.

Med utviklingen av negativ elektrodeproduksjonsteknologi kan noen produsenter belegge overflaten av kunstig grafitt med mykt karbon eller hardt karbonmateriale, noe som ikke bare sikrer høy kapasitet til kunstig grafitt for ladning og utladning, men også gjør det mulig for selve materialet å ha høy -rate lade- og utladningskapasitet. og god høy- og lavtemperaturytelse, men kostnadene vil være tilsvarende høyere.

Sammendrag: Denne artikkelen introduserer kort produksjonstrinn og prosesser for kunstig grafitt, naturlig grafitt og mesokarbonmikrosfærer. Hver bedrift har sin egen unike teknologi og produksjonsprosess. Ytelsesanodematerialer vil også gradvis utvikles og masseproduseres, og hele litiumionbatteriindustrien vil også utvikle seg tilsvarende. Så langt slutter serien med anodematerialer her. Jeg håper at flertallet av litiumbatterikolleger kan gi verdifulle meninger for å fremme felles utvikling av industrien.