隨著(zhù)全球新能源行業(yè)的快速發(fā)展, 新能源汽車(chē)、儲能設備及消費類(lèi)電子產(chǎn)品均出現了前所未有的強勁需求, 石墨負極材料需求也隨之顯著(zhù)增長(cháng)。石墨負極材料作為鋰離子電池的關(guān)鍵材料,逐漸成為負極材料的市場(chǎng)主流,約占市場(chǎng)份額的70%。
1、石墨化
石墨化過(guò)程是充分利用電阻熱把炭質(zhì)材料加熱到 2300~3000 ℃,使無(wú)定形亂層結構的炭轉化成有序的石墨晶質(zhì)結構的過(guò)程。石墨晶質(zhì)結構轉化、原子重排的能量來(lái)源于高溫熱處理,隨著(zhù)熱處理溫度的提高,石墨層間距逐漸變小,一般在0.343~0.346 nm 之間,一般溫度到2500℃時(shí)變化顯著(zhù),到3000℃時(shí)變化逐漸緩慢,直至完成整個(gè)石墨化過(guò)程。
2、負極材料石墨化主流爐型及工藝
目前負極材料石墨化過(guò)程采用的爐型主要有艾奇遜石墨化爐、內串石墨化爐、箱式石墨化爐及連續式石墨化爐等4種。
艾奇遜爐是將炭質(zhì)負極材料裝在單孔 (1孔坩堝)坩堝內,再將坩堝裝入石墨化爐內并間裝電阻料作電阻,兩側和上蓋裝入保溫料后通過(guò)送電完成石墨化。內串石墨化爐是將炭質(zhì)負極材料裝在多孔坩堝內(9孔坩堝),然后將坩堝通過(guò)串接方式首尾相連裝入石墨爐內,兩側和上蓋裝入保溫料后通過(guò)送電完成石墨化。箱式石墨化爐是將炭質(zhì)負材料直接裝入事先用炭板或石墨板安裝好的大箱體內,再加上炭質(zhì)或石墨質(zhì)蓋板作為電阻,上部和兩側裝入保溫料后通過(guò)送電完成石墨化。連續石墨化爐是將炭質(zhì)負極材料連續加入石墨化爐腔體內,經(jīng)過(guò)高溫石墨化后冷卻排出。