Daraja la Nyenzo za Anodi na Mchakato wa Uzalishaji

2025-04-04

Nyenzo za anodizinagawanywa katika makundi mawili: nyenzo za kaboni na nyenzo zisizo za kaboni. Kaboni inamaanisha mifumo inayotokana na kaboni, ikijumuisha miji ya mesocarbon, grafiti ya bandia, grafiti ya asili na kaboni ngumu. Kwa sasa, vifaa vya kaboni vinavyotumika zaidi ni vifaa vya anodi vya grafiti, ambapo grafiti ya bandia na grafiti ya asili zina matumizi makubwa ya viwandani. Vifaa visivyo vya kaboni vinaunga mkono nyenzo za silicon, nyenzo za bati, lithium titanate, n.k. Kati yao, nyenzo za anodi za silicon ndizo vitu vya utafiti vya wazalishaji wakuu wa nyenzo za anodi kwa sasa, na ni mojawapo ya nyenzo mpya za anodi zenye uwezekano wa kutumika kwa kiwango kikubwa katika siku zijazo.

Uchakataji wa Grafiti Asilia

Nyenzo za anodi za grafiti asilia ni grafiti ya majimaji ya asili kama malighafi, baada yakusaga, kupanga, spheroidization,kusafishwa, matibabu ya uso na michakato mingine iliyotayarishwa kutoka kwa nyenzo za katodi.

Mchakato wa Maandalizi ya Nyenzo ya Anodi ya Grafiti ya Bandia

Mchakato wa uzalishaji wa grafiti ya bandia unaweza kugawanywa katika hatua nne, taratibu ndogo zaidi ya kumi, granulation na graphitization ndiyo ufunguo.

Mchakato wa uzalishaji wa nyenzo ya anodi ya grafiti ya bandia unaweza kugawanywa katika hatua nne:

1) matibabu ya awali

2) granulation

3) graphitization

4) mchakato wa kusaga na kuchuja.

Kati ya hatua hizo nne, kupasua na kuchuja ni rahisi zaidi, na granulation na graphitization ni viungo viwili vinavyoonyesha kigezo cha kiufundi na kiwango cha uzalishaji cha tasnia ya anodi.

Kuhusu mchakato wa uzalishaji, kwanza, moja au zaidi ya coke na chembe za uongofu, mabomba ya kaboni, krimu ya kaboni, krimu ya asetileni huchanganywa, kisha vifaa vilivyochanganyika na kaboni vinasindika na kupakwa mara moja, na chembe zilizotayarishwa zinagrafitizwa. Vifaa vilivyografitizwa na vifaa vya kuanzia kwa kupakwa tena;Tiba ya uso kwa kutumia liwaza, kuzunguka, kutengeneza na njia nyingine za kutenganisha chembe ngumu kutoka kwa liwaza, na kisha kaboni, chembe za 5-20um, ili kupata kiwango cha juu cha nyenzo za anodi ya kaboni. Katika mbinu hii, kwa kuchanganya na kutengenza chembe, chembe hizo zinapakwa mara mbili ili kujaza ganda la ndani la nyenzo, ili muundo wa ndani wa nyenzo uwe thabiti, kwa hiyo nyenzo za anodi ya kaboni zina faida za utendaji wa kiwango cha juu, kufunga kwa shinikizo kubwa, uwezo maalum wa juu na kadhalika.

(1) Utayarishaji wa awali

Nyenzo mbichi za grafiti (coke ya sindano au coke ya petroli) inachanganywa na binder kwa kusagwa kwa hewa (kupasua). Kulingana na bidhaa tofauti, nyenzo za mbichi za grafiti na viambato (graphitization) kwa uwiano tofauti, uwiano wa mchanganyiko ni 100 :(5~20), nyenzo hiyo hupitia mashine ya kulisha hewa ya vacuum kuingia kwenye hopper, kisha hopper inaingia kwenye mchakato wa kusaga hewa kwa kusaga, kusaga nyenzo za mbichi na ziada za 5~10mm kipenyo hadi 5-10 microns. Baada ya kusaga hewa, mkusanyiko wa vumbi wa cyclone hutumika kukusanya nyenzo zinazohitajika kwa ukubwa wa chembe, kiwango cha ukusanyaji wa vumbi ni karibu 80%, gesi ya kielelezo inapita kupitia kichujio na kutolewa, ufanisi wa kuondoa vumbi ni zaidi ya 99%. Nyenzo ya kipengele cha kichujio ni kitamba cha kichujio chenye matundu madogo ya chini ya 0.2 micron, ambacho kinaweza kuzuia kila vumbi juu ya 0.2 micron. Mfumo wa kudhibiti shabiki uko katika hali ya shinikizo hasi.

Tofauti: Mashine ya kusaga ya matibabu ya awali imegawanywa katika mashine za mitambo na mashine za jet, sasa mwelekeo kuu ni mashine ya jet. Kuna aina zaidi za viambato, kama vile asfalt ya petroli, asfalt ya makaa ya mawe, resin ya phenolic au resin ya epoksi.

(2) Granulation/Granulation ya Pili

Granulation ni hatua muhimu katika usindikaji wa grafiti ya bandia. Granulation inagawanywa katika mchakato wa pyrolysis na mchakato wa kusaga.

Mchakato wa Pyrolysis: nyenzo ya kati 1 inawekwa ndani ya reactor ya majibu na kutolewa umeme kwa mujibu wa curve fulani ya joto katika anga ya gesi isiyo na oxijeni na chini ya shinikizo fulani. Inachanganywa kwa digrii 200-300 ℃ kwa saa 1-3 kisha inapashwa joto hadi 400-500℃ ili kupata nyenzo zenye ukubwa wa chembe wa 10-20mm. Nyenzo hiyo inakapozwa na kutolewa, yaani nyenzo ya kati.

2. Kiwango cha kazi cha meli ya mpira na uchunguzi: kulisha kupitia kwenye mfumo wa vacuum, kuhamasisha material ya kati 2 kwa meli ya mpira kwa kusaga mpira wa mitambo, kusaga materiali ya 10~20mm kuwa saizi ya chembe 6~10 micron, na kuchuja ili kupata materiali ya kati.

3. Material kwenye skrini inahamishiwa nyuma kwenye meli ya mpira kwa bomba la vacuum kwa ajili ya kusaga mpira.

Ukubwa, usambazaji na umbo la chembe za grafiti vinaathiri mali nyingi za vifaa vya anodi. Kwa ujumla, kadri saizi ya chembe inavyokuwa ndogo, ndivyo utendaji wa kiwango na kipindi cha maisha unavyokuwa bora, lakini ufanisi wa kwanza na wiani wa kufinya (unaathiri wiani wa nishati ya ujazo na uwezo maalum) ni mbaya, na kinyume chake. Usambazaji wa saizi ya chembe wenye mantiki (kuchanganya chembe kubwa na ndogo, mchakato wa baadaye) unaweza kuboresha uwezo maalum wa katodi hasi. Umbo la chembe pia linaathiri kwa kiasi kikubwa utendaji wa kiwango na utendaji wa joto la chini.

Granulation ya Pili: chembe ndogo zina eneo kubwa la uso maalum, njia nyingi na njia fupi za uhamaji wa ioni za lithiamu, utendaji mzuri wa kiwango, na chembe kubwa zina wiani mkubwa wa kufinya na uwezo mkubwa. Jinsi ya kuzingatia faida za chembe kubwa na ndogo, na kufikia uwezo mkubwa na kiwango cha juu kwa wakati mmoja? Jibu ni kutumia granulation ya pili. Kwa kutumia nyenzo za msingi kama vile petrokemikali ndogo na coke ya sindano, kwa kuongeza vifaa vya kufunika na viongezeo, chini ya hali ya uchochezi wa joto la juu, kwa kudhibiti uwiano wa kifaa, curve ya kuongezeka kwa joto na kasi ya kuchochea, nyenzo ya msingi ya nafaka ndogo inaweza kugranuwa mara mbili, na bidhaa yenye saizi kubwa ya nafaka inaweza kupatikana. Ikilinganishwa na bidhaa yenye saizi ya chembe sawa, granulation ya pili inaweza kuboresha kwa ufanisi utendaji wa kuweka kioevu wa nyenzo na kupunguza kipimo cha upanuzi wa nyenzo (kuna mashimo yaliyonenepa kati ya chembe ndogo na ndogo), kuk shorten njia ya diffu son ya ioni za lithiamu, kuboresha utendaji wa kiwango, lakini pia kuboresha utendaji wa joto la juu na la chini na utendaji wa mzunguko wa nyenzo.

tofauti: Mchakato wa granulation ya pili una vikwazo vya juu, aina nyingi za vifaa vya kufunika na viongezeo, na unahatarisha matatizo kama vile kufunika kuto sawa au kutokwa kwa kufunika, au athari poor za kufunika, nk. Ni mchakato muhimu kwa grafiti ya juu.

(3) Graphitization

Graphitization ni mabadiliko ya mchakato wa utaratibu wa atomi za kaboni ambazo haziko kwenye hali ya thermodynamically ya utulivu kutoka kwa muundo wa tabaka ulio na machafuko hadi muundo wa kristali ya grafiti kwa kuchochewa na joto. Hivyo, matibabu ya joto la juu (HTT) hutumiwa katika mchakato wa graphitization kutoa nishati kwa ajili ya kupanga upya atomi na mabadiliko ya muundo. Ili kuboresha kiwango cha graphitization ya vifaa vya kaboni vya refractory, vichochezi pia vinaweza kuongezwa.

Kupata athari bora za graphitization, mambo matatu yanahitaji kufanywa:

1. Unapaswa kuelewa njia ya kuingiza vifaa vya upinzani na vifaa ndani ya tanuru (kuingiza kwa usawa, kuingiza wima, mchanganyiko wa kuhamasisha na kuingiza mchanganyiko, nk), na unaweza kubadilisha umbali kati ya vifaa kulingana na utendaji tofauti wa vifaa vya upinzani;

2. kulingana na uwezo tofauti na vipiringe vya bidhaa za tanuru ya grafitization, kigezo tofauti cha nguvu kinatumika kudhibiti kiwango cha kupanda na kushuka katika mchakato wa grafitization;

3, katika hali maalum, katika viungo kuongeza kichocheo, kuboresha kiwango cha grafitization, yaani, "grafitization ya kichochezi".

tofauti: Ubora tofauti wa grafiti bandia una viwango tofauti vya joto na baridi, muda wa kushikilia, vichochezi, n.k. Inatarajiwa kwamba aina za tanuru za grafitization zinazotumika ni tofauti, na kusababisha tofauti kubwa katika utendaji na gharama. Grafitization iliyotengwa kutoka kwa michakato ya mbele na nyuma, hasa mchakato wa kupasha joto na baridi, kimsingi imepangwa, lakini muda wa grafitization ni mrefu na uwekezaji wa vifaa ni mkubwa, hivyo inahitaji usindikaji zaidi wa nje, na hakuna hatari ya kuvuja kwa teknolojia.

(4) Carbonization iliyofunikwa

Carbonization iliyofunikwa: Carbonization iliyofunikwa inatumia vifaa vya kaboni vinavyofanana na grafiti kama "kiini", na kufunika tabaka la vifaa vya kaboni vya amorphous kwenye uso wake ili kuunda chembe kama muundo wa "kiini-shell". Vyanzo vya vifaa vya kaboni vya amorphous vinavyotumika mara nyingi ni pamoja na vifaa vya kaboni vya pyrolysis vya joto la chini kama vile resin ya phenolic, pitch, na asidi ya citric. Umbali wa kati kati ya tabaka za vifaa vya kaboni vya amorphous ni mkubwa zaidi kuliko wa grafiti, ambayo inaweza kuboresha utendaji wa usambazaji wa ioni za lithiamu ndani yake. Filamu ya SEI, kuboresha athari ya kwanza, maisha ya mzunguko, n.k.

tofauti: Val Valia imara tofauti huchagua vyanzo tofauti na taratibu tofauti za kupasha joto, hivyo unene na umoja wa tabaka la ufinyanzi pia ni tofauti, hivyo gharama ya bidhaa na utendaji pia utakuwa tofauti.

(5) Uchunguzi/Uwekaji Kichocheo

Vifaa vya grafiti vinahamishiwa kwenye brashi ya mipira kwa njia ya vacuum, na kisha vinapata mchanganyiko wa kimwili na uhamasishaji wa mipira. Vinachujwa kwa kutumia sieve ya molekuli ya 270, na vifaa chini ya sieve vinaangaliwa, kupimwa, kufungashwa na kuhifadhiwa. Vifaa katika sieve vinakandwa zaidi ili kukidhi mahitaji ya saizi ya chembe na kisha vinachujwa.

Urekebishaji wa Kichocheo:Njia ya urekebishaji wa kichocheo ni ya kubadilika zaidi na vipengele vya uwekaji vimejaa utofauti. Hivi sasa, watafiti wanachunguza kwa aktiiv secara njia hii. Kuweka vipengele visivyo kaboni kwenye grafiti kunaweza kubadilisha hali ya umeme ya grafiti, na kufanya iwe rahisi kupata electrons, na kwa hivyo kuongeza zaidi uingizaji wa ioni za lithiamu. Kwa mfano, uwekaji wa mafanikio wa atomi za fosforasi na boroni kwenye uso wa grafiti na uundaji wa vifungo vya kemikali nao husaidia kuunda filamu ya SEI yenye msongamano, ambayo imeboresha kwa ufanisi maisha ya mzunguko na utendaji wa kiwango wa grafiti. Uwekaji wa vipengele tofauti katika vifaa vya grafiti una athari tofauti za uboreshaji kwenye utendaji wake wa electrochemical. Miongoni mwao, ongezeko la vipengele (Si, Sn) ambavyo pia vina uwezo wa kuhifadhi lithiamu kunaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa uwezo maalum wa vifaa vya anodi vya grafiti.