石墨化后的物料通过真空输送到球磨机,进行物理混合、球磨,使用270目的分子筛进行PTMS全自动除铁器 筛分,筛下物进行检验、计量、包装入库。筛上物进一步球磨达到粒径要求后在进行筛分。掺杂改性方法较灵活,掺杂元素多样,目前研究者们对该方法的研究比较活跃。非碳元素掺杂到石墨中可以改变石墨的电子状态,使其更容易得电子,从而进一步增加锂离子的嵌入量。例如将磷原子和硼原子成功地掺杂到石墨表面,并与之形成化学键,有助于形成致密的SEI膜,有效地提高了石墨的循环寿命和倍率性能。在石墨材料中掺杂不同元素,对其电化学性能有不同的优化效果。其中,添加同样具有储锂能力的元素(Si、Sn)对石墨负极材料比容量的提高作用显著。不同厂家掺杂元素不同,产品性能差异很大,对提高石墨的特定性能效果显著,是高端人造负极产品做出差异化的关键工序。
人造石墨的成本构成中最重要的是原材料针状焦成本及石墨化加工费。人造石墨负极生产成本主要包括原材料(焦类、沥青)采购成本、石墨化加工成本以及其他制造与人工费用,其中石墨化工序占生产成本50%-60%,石墨化建设单吨投资成本整体相对较高,平均高于1万元/吨,是降低成本的关键,PTMS全自动除铁器也是负极降本的核心环节。人造石墨中原材料占生产成本约为30%-40。而直接材料中,针状焦的成本通常占比达到70-80%,因而针状焦整体的成本占比约为30%左右。应用二次造粒技术,研发出PTMS全自动除铁器畅销产品,用于高端消费负极以及快充低膨胀动力负极,膨胀系数极低,大幅提高动力电池快充性能和循环寿命。脱离前后端工序的石墨化,特别是升降温过程基本是程序化的,但石墨化时间长,设备投资大,因此较多委外处理,没技术外泄风险。
人造石墨的原材料分为煤系、石油系以及煤和石油混合系三大类,沥青是粘结剂。其中煤系针状焦、石油系针状焦以及石油焦应用最广。不同的焦,如石油系针状焦和煤系针状焦、国产焦和进口焦等,价格差别较大,也是成本控制关键点,PTMS全自动除铁器能节省成本。一般来讲,高比容量的负极采用针状焦作为原材料,普通比容量的负极采用价格更便宜的石油焦作为原料,不同原材料是决定人造石墨性能的重要因素,影响人造负极比容量、循环寿命、倍率性和压实密度等,如选用各向同性焦,能提高产品性能。目前行业趋势是选用低成本焦,通过工艺控制提升性能,降低成本,降本保质。炭素企业生产大规格高功率和超高功率石墨电极往往首选优质油系针状焦为主要原料焦,目前针状焦以煤系针状焦为主,
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