Основные типы литиевых аккумуляторов материалы отрицательного электрода К ним относятся материалы на основе графита (например, искусственный и натуральный графит), а также материалы без графита (например, анодные материалы на основе кремния). Ниже представлен общий процесс производства этих материалов:
Процесс производства искусственного графитового материала для отрицательного электрода
Предварительная обработка
Графитовое сырье и асфальт смешиваются в соответствии с требованиями к продукту, например, в соотношении 100:(5-20). Смесь подается в бункер вакуумным питателем. Оттуда она поступает в воздухоструйная мельница Для воздушно-поточного измельчения. Исходные и вспомогательные материалы размером 5–10 мм измельчаются до 5–10 мкм. После измельчения для сбора частиц необходимого размера используется циклонный пылеуловитель со степенью улавливания пыли около 80%. Отходящий газ фильтруется фильтрующим элементом и выбрасывается. Эффективность пылеудаления превышает 99%.
Грануляция
This process is divided into pyrolysis and ball mill screening steps.
Процесс пиролиза:
Промежуточный материал помещают в реактор. Воздух внутри реактора заменяется азотом. Реактор герметизируют и нагревают электролитом в соответствии с температурной кривой под давлением 2,5 кг. Смесь перемешивают при температуре 200–300 °C в течение 1–3 часов, затем нагревают до 400–500 °C. Материал перемешивают до образования размер частицd 10-20 мм. Затем его охлаждают и выгружают, получая промежуточный материал 2.
Шаровая Мельница и процесс проверки:
Промежуточный материал 2 подается в шаровую мельницу вакуумным транспортером. Материал размером 10–20 мм измельчается до 6–10 мкм. Порошок по трубопроводу поступает в просеивающую машину. Просеянный материал дозируется и упаковывается автоматическим упаковочно-дозирующим устройством, образуя промежуточный материал 3. Крупногабаритный материал возвращается в шаровую мельницу для дальнейшего измельчения вакуумным транспортером.
Графитизация
Изделие помещают в защитную среду внутри печи графитизации и нагревают до высоких температур. Этот процесс преобразует разупорядоченные гексагональные плоскости атомов углерода в двумерном пространстве в упорядоченную трёхмерную структуру, придавая ему структуру графита. Существует два основных метода графитизации: прерывистый и непрерывный. Наиболее распространёнными являются печи Ачесона и печи графитизации ящичного типа.
В процессе Ачесона анодный материал равномерно распределяется по графитовым тиглям. Тигли поднимаются мостовым краном и устанавливаются в печь плашмя. Резистивный материал размещается вокруг графитового тигля в центре печи. Тигель покрывается изоляционным материалом, заполняющим печь. Печь нагревается электродами с обеих сторон. После достижения требуемой температуры печь закрывают крышкой и устанавливают газосборный колпак. Температура печи повышается до 2800–3000 °C. Углеродный материал внутри тигля подвергается высокотемпературной обработке, которая удаляет примеси из микрокристаллической структуры аморфного углерода, в результате чего образуется кристаллическая структура графита.
Шаровая мельница и просеивание
The graphitized material is vacuum-fed into a ball mill for physical mixing and grinding. A 270-mesh molecular sieve is used for screening. The screened material is then inspected, weighed, packaged, and stored. Any oversized material is further ball milled to meet particle size requirements before being screened again.
Процесс производства материалов для отрицательных электродов из природного графита
- Классификация добычи и флотации графитовой руды:
Графитовая руда добывается из природных месторождений графита. Затем руда подвергается флотационной обработке и другим методам для удаления примесей. В результате получаются частицы графита определённого размера и чистоты. - Сферонизация:
Частицы природного графита обрабатываются методом пневмоудара или измельчения для сферонизации. Это позволяет добиться более однородной формы частиц графита, повысить их насыпную плотность и удельные характеристики. - Очистка и сушка:
The spheronized graphite particles undergo chemical purification to remove impurities and harmful elements. Afterward, the particles are dried to remove moisture. - Модификация поверхности:
Chemical or physical methods are used to modify the surface of the graphite particles. This may include coating with conductive materials or surface treatment to improve their electrochemical performance. - Смешивание и просеивание:
Поверхностно-модифицированные частицы графита смешиваются с другими добавками, такими как проводящие агенты и связующие. Затем смесь просеивается для удаления примесей и некондиционных частиц. - Магнитное удаление и упаковка:
Отсеянные частицы графита подвергаются магнитному удалению для удаления любых магнитных материалов. После этого материалы упаковываются для получения конечного продукта – отрицательного электрода из натурального графита.
Процесс производства материалов для отрицательных электродов на основе кремния
На примере диоксида кремния с углеродным покрытием:
- Подготовка источника кремния:
Кремниевые наночастицы или тонкие пленки изготавливаются с использованием таких методов, как химическое осаждение из паровой фазы (CVD) или физическое осаждение из паровой фазы (PVD). - Синтез диоксида кремния:
Исходный кремниевый материал реагирует с окислителем при определенных условиях, образуя диоксид кремния (SiO). - Углеродное покрытие:
Углеродный слой наносится на поверхность диоксида кремния такими методами, как химическое осаждение из паровой фазы, физическое осаждение из паровой фазы или золь-гель-метод. В результате образуется композитный материал на основе диоксида кремния с углеродным покрытием. - Последующее лечение:
Композитный материал на основе диоксида кремния с углеродным покрытием проходит последующую обработку, такую как дробление, сортировка и сушка. В результате получается материал для отрицательного электрода на основе кремния с равномерным размером частиц и стабильными характеристиками.
Эпический порошок
Epic Powder, более 20 лет опыта работы в отрасли сверхтонких порошков. Активно продвигаем будущее развитие сверхтонких порошков, уделяя особое внимание процессам дробления, измельчения, классификации и модификации сверхтонких порошков. Свяжитесь с нами для бесплатной консультации и индивидуальных решений! Наша команда экспертов стремится предоставлять высококачественные продукты и услуги для максимизации ценности вашей обработки порошков. Epic Powder — ваш надежный эксперт по обработке порошков!