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    人造石墨負極材料生產流程

    石墨是元素碳結晶的礦物之一,具有質輕、耐高溫、導熱、導電、潤滑、可塑性和化學穩定性好等優良性能,廣泛應用于航空航天、新能源、醫學、信息技術、 高端裝備制造、節能環保、核工業、新材料等新興產業,將成為支撐未來高新技術發展的重要戰略性資源。

    石墨包括天然石墨材料和人造石墨材料,其中,天然石墨主要存在于伴生石墨礦藏中,在地球礦藏資源中儲量巨大,而在我國天然石墨礦藏儲量和產量雖然均居 于世界首位,但天然石墨屬于不可再生礦產資源,而且天然石墨主要存在于伴生石墨礦藏中,需要經過開采及礦選并經過提純和整形分級等等工藝制成,其受天 然礦床的影響較大,受成本的控制及產品品質的影響較大。因而低成本、高性能的人造石墨則是鋰電池石墨負極材料的新的來源途徑。

    人造石墨廣義上來說,一切通過有機碳化再經過石墨化高溫處理得到的石墨材料均可稱為人造石墨,如炭纖維、熱解炭、泡沫石墨等。

    狹義上通常是指以雜質含量腳底的炭質原料為骨科、混捏、成型、碳化和石墨化等工序 制得的塊狀固體材料,如石墨電極、等靜壓石墨等。

    人造石墨基本的工序流程是一致的,但具體到每家企業的制備工藝,又都會有一定的差異,像我們列舉的步驟就包括生焦、 破碎、粉碎、整形、氣流磨粉、造粒、過篩、除磁、碳化、石墨化、過篩、除磁、檢驗計重、包裝入庫,所有的操作是精 細且復雜的。

    (1)前期處理(破碎、粉碎、整形、氣流磨粉)

    制造人造石墨的方法眾多,最常見的是:將主要原材料(粉狀的優質煅燒石油焦)中加入瀝青作為粘合劑,再加入其余輔料,按照需要進行配比。

    配比之后的產品需要進行破碎再粉碎,之后出來的產品需要進行除塵,收塵率約為80%,尾氣由濾芯過濾器過濾后排放,除塵效率大于99%。濾芯 材質為孔隙小于0.2微米的濾布,可將0.2微米以上的粉塵全部攔截,風機控制整個系統呈負壓狀態。

    (破碎)

    (粉碎)

    (整形)

    (氣流磨粉)

    (2)中期處理(造粒、反應釜、過篩、除磁)

    接下來的工藝分別是造粒、整形、反應釜、過篩、除磁。其中造粒會有熱解工序與球磨篩選工序。

    在熱解工序中將中間物料1投入反應釜中,用N2將反應釜內空氣置換干凈,反應釜密閉,在2.5Kg的 壓力條件下,按照溫度曲線進行電加熱,于200~300℃攪拌1-3h,而后繼續加熱至400-500℃,攪 拌得到粒徑在10-20mm的物料,降溫出料,即中間物料2。反應釜中揮發氣由風機抽出,經冷凝罐冷 凝,液態以焦油狀凝結,氣態廢氣由風機引出,經活性炭過濾后排空。

    球磨篩分工序:真空進料,將中間物料2輸送至球磨機進行機械球磨,10~20mm物料磨制成6~10微米粒 徑的物料。球磨制得的粉料經管道輸送至篩分機進行篩分,篩下物用自動打包計量裝置進行計量包裝, 得到中間物料3。篩上物由管道真空輸送返回球磨機再次球磨。球磨和篩分全部密閉進行,物料采用真 空輸送,氣料通過空氣噴吹震打分離,氣料分離后的含塵廢氣通過濾芯過濾器過濾后車間排放。

    (造粒)

    (反應釜)

    (過篩)

    (除磁)

    (3)后期處理(碳化 石墨化)

    碳化、石墨化是不可或缺的一部分,我們需要使用CX-CF系列碳化爐對材料進行中低溫碳化,碳化爐的最高溫 可達1600攝氏度,可以滿足碳化的需求,高精度智能溫控儀與全自動PLC監控系統,會讓碳化過程所產生的數 據精準把控。

    CX-GF系列的石墨化爐,有多重選擇,包括臥式高溫、下出料、立式、實驗型石墨化爐,將石墨放在石墨熱區(含碳環境)燒結熔煉,這期間的最高溫度可達 3200℃,這一溫度可長達兩小時,用于各種碳材料石墨化處理。

    溫度控制:PID智能程序控制和手動控制; 控溫精度:±1℃,相較同類型的產品,CX-GF系列溫度更為穩定、可控。

    (4)球磨篩分(過篩、除磁、檢驗計重、包裝入庫)

    石墨化后的物料通過真空輸送到球磨機,進行物理混合、球磨,使用270目的分子篩進行篩分,篩下物進行檢驗、計量、包裝入庫。篩上物進一步球磨達到粒徑要求后在進行篩分。

    制作好的人造石墨將會應用于冶金工業、機械工業、化學工業中,它的導熱性、耐腐蝕性會高于天然石墨與高分子樹脂復合材料。

    產品關鍵詞:立式高溫石墨化爐   臥式高溫石墨化爐  碳化爐
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