Анодний матеріал літій-іонної батареї п’ятої серії – метод приготування матеріалу графітового анода

. Якщо порівняти компанію, що займається виробництвом літій-іонних акумуляторів, із шеф-кухарем, матеріал негативного електрода є жорстким овочем. Як добре виготовити цей твердий овоч – головна відповідальність інженерів більшості компаній, що займаються виробництвом літієвих батарей, і якість самого твердого овоча потрібно враховувати. Здібності господарів овочів є зараз, і ці майстри овочів є виробниками негативних матеріалів. В якості останньої статті в серії базових знань про негативні електроди я повернусь до джерела та проведу попереднє дослідження процесу виробництва матеріалів для негативних електродів, сподіваючись популяризувати базові знання для більшості колег з літієвих батарей.

1. Процес виробництва штучного графіту.

Люди часто думають, що виготовлення негативних електродних матеріалів дуже просте, просто кидайте сировину в спікальну піч і підвищуйте температуру для спікання, але це розуміння дуже поверхове. Підготовка штучного графіту має проходити через чотири основні процеси «дроблення, гранулювання, графітизація та просіювання» та багато дрібних процесів. Дві ланки грануляції та графітизації мають високі технічні бар’єри, які непрості. Підійде просте спікання. Почнемо з сировини штучного графіту:

Заповнювачі штучного графіту поділяються на три категорії: вугільна серія, нафтова серія та змішана серія вугілля та нафти. Серед них найбільш широко використовуються вугільний голчастий кокс, нафтовий голчастий кокс і нафтовий кокс. Що стосується поточного ринку, голчастий кокс використовується як сировина для високоякісних негативних електродів, а дешевий нафтовий кокс використовується як сировина для середніх і низьких негативних електродів. Сполучна речовина зв’язує різні частинки разом.

По-перше, це процес попередньої обробки. Відповідно до потреб продукту, графітову сировину та асфальт змішують у різних пропорціях, а потім здійснюють струминний млин. Подрібнена сировина надходить у процес гранулювання. Процес гранулювання поділяється на піроліз і кульовий помел. Процес скринінгу, розмір, розподіл і морфологія грануляції безпосередньо впливатимуть на ефективність матеріалу негативного електрода, який розглядався в попередній темі та не буде описаний тут докладно; процес піролізу — це процес градієнтного нагрівання та перемішування, який може бути. Для проміжного продукту процес сортування в кульовому млині — це механічний процес у кульовому млині. Великі частинки подрібнюють на більш дрібні. У цей час продукт вступає в процес графітизації, і спікається при різних температурах, що вимагається для отримання продуктів з різним ступенем графітизації. Нарешті виконується кульове подрібнення. У середині скринінгу є багато дрібних процесів, і кожен виробник відрізняється, тому я не буду повторювати їх тут.

Графітізація — це високотемпературна термічна обробка, під час якої продукт, який потрібно одержати, поміщають у захисне середовище в піч для графітизації та нагрівають до високої температури, таким чином гексагональна сітка площини атомів вуглецю перетворюється з невпорядкованого перекриття двовимірного простору до впорядкованого перекриття тривимірного простору і має структуру графіту. У процесі, коли температура спікання підвищується, дефектів структури графіту стає все менше і менше, а ступінь графітизації стає все вищим і вищим, але в реальному виробничому процесі розподіл температури часто нерівномірний, що вимагає думати про обладнання. Цей метод робить розподіл температури більш рівномірним, робить нагрівання всього матеріалу більш рівномірним і покращує чистоту продукту.

2. Процес виробництва природного графіту

Етапи також включають чотири основні процеси: дроблення, гранулювання, графітизацію та просіювання. Через дефекти природного графіту також необхідно виконати такі етапи, як сфероїдизація, магнітне видалення та покриття поверхні, що також покращує фізичні властивості природного графіту. і електрохімічні характеристики.
З розвитком технології одночасно здійснюється виробництво штучного графіту з натуральним графітом як сировиною. Зрештою, моя країна має величезну територію та багаті природні запаси графіту. Однак наразі існують серйозні проблеми, а шлях процесу та відповідні технології все ще розвиваються. серед.

3. Процес виробництва мезокарбонових мікросфер (MCMB)

Під час термічної обробки пеку відбувається термічна поліконденсація з утворенням анізотропних мезофазних сфер.

Це сферична частинка, яка може бути щільно упакована, щоб утворити електрод високої щільності; має малу площу поверхні, що зменшує побічні реакції при заряді та розряді; внутрішня кристалічна структура розташована радіально, що означає, що на її поверхні є багато відкритих поверхонь. Край графітового кристала, який дозволяє заряджати та розряджати його за високої щільності струму, широко використовується в енергетиці та швидкому заряджанні літій-іонні акумулятори.

4. Процес виробництва інших графітових матеріалів

М’який вуглець: широко відомий як вуглецевий матеріал, який легко графітується, це аморфний вуглецевий матеріал, який може бути графітизований при температурі нижче 2000 °C, з низькою кристалічністю, великим інтервалом між шарами, високою необоротною здатністю до першого розряду та відсутністю очевидного плато напруги. Він може пропускати нафтовий і голчастий кокс. спечений;

Твердий вуглець: широко відомий як складний для графітизації вуглецевий матеріал, його важко графітувати за температури вище 3000 °C. Як правило, смоляні вуглецеві матеріали, ацетиленова сажа та інші речовини мають відповідну відстань між шарами, не мають очевидного розширення під час заряджання та розряджання та мають хороші характеристики заряджання та розряджання. , широко використовувався в Японії.

З прогресом технології виробництва негативних електродів деякі виробники можуть покривати поверхню штучного графіту м’яким або твердим вуглецевим матеріалом, що не тільки забезпечує високу здатність штучного графіту для заряду та розряду, але й дозволяє самому матеріалу мати високу - ємність заряду та розряду. і хороші характеристики при високих і низьких температурах, але вартість відповідно буде вищою.

Резюме: у цій статті коротко описано етапи та процеси виробництва штучного графіту, природного графіту та мезокарбонових мікросфер. Кожне підприємство має свою унікальну технологію і виробничий процес. Ефективні анодні матеріали також будуть поступово розроблятися та масово вироблятися, і вся індустрія літій-іонних акумуляторів також розвиватиметься відповідно. На цьому серія анодних матеріалів закінчується. Я сподіваюся, що більшість колег з літієвих батарей можуть дати цінні думки для сприяння спільному розвитку галузі.