碳和石墨负极材料(石墨化)
碳和石墨负极材料(石墨化)
人类在炭的探索和利用从没停止过。随着人类生活水平的提高,对能源的需求急剧增加,各国对能源特别是新能源、可持续能源日益重视 。太阳能产业对特种石墨材料的需求颇为旺盛;核用石墨材料的研究开发与生产日益迫切;电动汽车的兴起也大大带动了锂离子电池等动力电池用炭材料及高性能添加剂的发展;高性能电极、电刷、 高速铁路导电滑块、炭块等传统炭材料也随着人们对高性能产品的开发仍在继续研发和生产。
我国大规格、超大规格各种石墨包括各向异性,各向同性石墨需求量都很大。各向同性石墨、高纯石墨等在太阳能发电、核电、机电设备等方面是必不可少的配套产品。石墨烯,核反应堆,核工业,航天,化工等等,都离不开石墨,以及高纯度石墨。聚兴石墨电极严格生产流程供了解,更多石墨化加工技术指导可详询我们。
炭的石墨化需要对炭高温处理赋予能量,从而使普通无序结构的炭转变为有序的具有范德华力的层间结构的石墨。
决定石墨化度的主要是炭的纯度和石墨化工序的加热的温度多少,是炭材料深化开发,高端利用的主要工艺。石墨的熔点为3850±50℃,沸点4250℃,炭在1700度开始向石墨转变,冶炼,炼钢用的石墨电极,一般温度到2500度。而高端利用的高纯石墨,如锂电池负极材料,温度要达到3000度左右。 这个加热工序就是炭素行业的石墨化序。
炭素生产工艺工序有煅烧,中碎,筛分,混捏,成型,焙烧,浸渍,石墨化,加工等工序。石墨化工艺是炭—石墨加工的关键工艺,加热炭材料使其达到石墨化温度,通常是2500度到3000度之间。将炭加热到石墨化状态的加热工艺是由电能产生的,分有两种工艺,外热式大直流法和内热式内串法。
不管是大规格的各向同性石墨,还是小规格的电刷、导电滑块,继而是锂离子电池负极材料等一系列的炭-石墨制品,石墨化都是其工业生产过程的一个关键技术环节。
石墨化工艺按照加热方式可分为外热法和内热法,按照运行方式可分为间歇式和连续式。1895年E.G.艾奇逊(Acheson)发明石墨化炉 (称为艾奇逊炉)以来,人造石墨的生产已经有一百多年的历史。随着工业的发展,石墨化炉的结构也有了很大的发展。艾奇逊炉有了直流电炉和交流电炉。除了艾奇逊炉以外,还有了内串式石墨化炉、连续式石墨化炉等。
炭素产品经过石墨化工艺后灰分可减少约70%,比电阻也比焙烧前下降很多,更利于导电,真比重有所增加,增加百分比约为5%。总之经过石墨化工序后炭素产品的耐氧化性、热导性、化学稳定性都得到了提高。
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