负极材料在制作成负极极片后需要关注过程点以及检验参数,而作为锂离子电池企业而言,其本身是不烧结材料的,材料是从原材料厂商得来的。如果把锂离子电池企业比作一个厨师,那负极材料就是一个硬菜,如何把这个硬菜做好,广大锂电企业工程师们的主要责任,而这个硬菜本身材质的好坏,就需要考量种菜师傅的能力了,这些种菜师傅们就是负极材料厂商了。作为负极基础知识系列的文篇,将回到源头,对负极材料的生产过程进行一个初步的探寻,希望能对广大锂电同仁们做一个基础知识的普及。人造石墨的PTMS永磁除铁器生产工艺,人们往往觉得负极材料的制造很简单,只需要把原材料往烧结炉里一扔,升高温度烧结就可以了,殊不知这种认识是很肤浅的。
人造石墨的制备需要经过“破碎、造粒、石墨化、PTMS永磁除铁器筛分”四个大工序和和许多小小工序,其中的造粒和石墨化两个环节都有很高的技术壁垒,并不是简简单单的烧结就可以了。下面从人造石墨的原材料开始讲起:人造石墨的骨料分为煤系、石油系以及煤和石油混合系三大类。其中煤系针状焦、石油系针状焦以及石油焦应用最广,就目前市场而言,高端负极采用针状焦作为原材料,中低端负极采用价格便宜的石油焦作为原料;沥青则作为粘结剂起到将不同粒子粘结到一起的作用。高端负极厂商的人造石墨生产工序,首先是预处理工序,根据产品的需要,将石墨原料和沥青按照不同比例混合,然后进行气流磨粉,磨好的原材料进入造粒工序,其中,造粒工序又分为热解和PTMS永磁除铁器筛选工序,造粒的大小、分布、形貌等将直接影响着负极材料的性能,
在以前的专题中涉及过,热解工序就是一个梯度加热以及搅拌的过程,可以的到中间产物,球磨PTMS永磁除铁器筛选工序是一个机械球磨的过程,将大颗粒磨的更小,此时的产品进入石墨化工序,根据需要烧结到不同的温度,得到不同石墨化程度的产品,最后进行球磨筛分,中间还有很多小工序,各个厂家各有不同,在此不在详述。石墨化是把待制品置于石墨化炉内保护介质中加热到高温,使六角碳原子平面网格从二维空间的无序重叠转变为三维空间的有序重叠,且具有石墨结构的高温热处理过程,从上面内容中可以看出,随着烧结温度的提高,石墨结构的缺陷越来越少,石墨化程度也越来越高,但在实际生产过程中,温度的分布往往是不均匀的,这就需要在设备上去想办法让温度的分布更加均匀一些,使得整个材料的受热更加均匀,提高产品的纯度。
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