石墨以其良好的导电性,适合锂的嵌入-脱嵌的层状结构,良好的循环性能,成为锂离子电池的核心原材料之一。近年来,人造石墨、天然石墨及复合石墨均取得了广泛的应用,随着锂电新能源汽车的快速发展,人造石墨的倍率、循环特性优势日趋突出,已成为动力电池的主流原材料,在大量商业化应用的同时,也使其成本受到广泛的关注,成为研究的热点。
人造石墨负极材料生产工艺流程主要包含以下4个部分:原材料的粉碎;粉体颗粒的表面改性;石墨化;筛分除磁包装等工序。近年来,随着国产针状焦 技术的成熟及规模的扩大,石墨化成本已超过原料成本,成为迫切需要解决的问题。
负极材料的石墨化主要设备是艾奇逊炉,参照电极石墨化工艺,将粉体装入石墨坩埚,由于电阻的作用发热升温,使炭粉在2500~3000 ℃的温度下,经高温热处理而转变为人造石墨。
但艾奇逊石墨化炉的本身能耗较高,只有30%的电能被用于制品石墨化,并且还伴随着有害气体的排放,需要昂贵的配套环保设施。石墨化过程消耗大量的辅料,有较高的成本压力。
箱体石墨化以艾奇逊石墨化炉为基础,在炉内设置炭板箱体,相当于坩埚尺寸放大,利用箱体及物料发热,可以大幅降低能耗,提高产能。箱体石墨化发展较快,技术也进一步成熟,工序可实现自动化,已占*20%以上;