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人造石墨的核心技術及設備是什么?

作者:jcshimo 發布時間:2023-12-29 16:46:48

     從原料焦炭到終究的鋰電池負極材料,中間需要通過四個大的工藝過程(破碎、造粒、石墨化、篩分),此四大步又可細分為十余個小的工序,整體的制備流程是十分長的。

其間,造粒、石墨化環節表現技術門檻。
    人工石墨的四大工序中,破碎和篩分相對簡單,表現負極職業技術門檻和企業生產水平的主要是造粒和石墨化兩個環節。
    造粒:石墨顆粒的巨細、散布和形貌影響著負極材料的多個性能指標。整體來說,顆粒越小,倍率性能和循環壽命越好,但首次效率和壓實密度越差,反之亦然,而合理的粒度散布(將大顆粒和小顆粒混合)可以提高負極的比容量;顆粒的形貌對倍率、低溫性能等也有比較大的影響。
    石墨化是人工石墨制備過程中另一個關鍵環節,這個環節的作用是將碳原子由熱力學上不穩定的“二維無序堆疊”擺放轉變為“三維有序堆疊”擺放。下圖是石墨化過程中碳原子的擺放方式隨溫度的升高而發生變化的情況。由圖可見,隨著石墨化溫度的升高,無序擺放的碳原子由雜亂不規則擺放逐步轉變為規則擺放的六方平面網狀結構,并出現層狀擺放,即由亂層結構轉化為有序的石墨晶體結構,從2200℃開始,根本出現出較完整的層狀結構,由焦炭轉變為石墨化炭。并且隨著溫度的繼續升高,層狀結構趨于完善,石墨化程度不斷提高。