人造石墨负极材料制备流程

人造石墨负极材料制备流程

人造石墨基础生产环节主要分为破碎、造粒、石墨化和筛分，人造石墨生产 工艺是将原材料、粘结剂经过破碎、造粒、石墨化、筛分四道工序后制成，具体到每一 家企业的具体工序有所区别。同时，二次造粒、碳化包覆、二次包覆和掺杂改性等生产工艺能够 进一步提升负极材料性能，制备高端人造石墨。

人造石墨负极材料的详细制备流程大致可以分为以下几个步骤：

预处理：

根据产品需求，将石墨原料与沥青按不同比例混合，一般比例为100：（5~20）。

物料通过真空上料机转入料斗，然后由料斗放入空气流磨中进行气流磨粉，将5~10mm粒径的原材料磨成细粉。

预碳化：

预碳化是为了去除原料中的挥发分，提高碳纯度，并增加石墨化工序的装料量。

预碳化处理通常在高温外热式回转窑或箱式气氛炉中进行，温度设置为350℃至1200℃不等，具体温度根据工艺要求调整。

预碳化过程中，沥青的缩聚反应主要在350~400℃进行，需要保持较低的升温速率以保证缩聚反应充分进行

碳化：

碳化过程在高温惰性气氛条件下进行，碳化温度不低于1000℃，具体可选择1100℃-1600℃。

破碎：

将焦类和导电颗粒、碳纳米管、炭黑、乙炔黑中的一种或多种进行预混。

将混合好的原材料进行破碎，以便于后续的造粒和石墨化过程。

造粒：

造粒分为热解工序和球磨筛选工序。热解工序中，将中间物料投入反应釜中，在惰性气体氛围和一定压力下，按照一定的温度曲线进行电加热，得到粒径在10-20mm的物料。

球磨筛选工序中，将热解后的物料输送至球磨机进行机械球磨，磨制成6~10微米粒径的物料，并筛分得到中间物料。

造粒的大小、分布、形貌等将直接影响着负极材料的性能。

石墨化：

将造粒后的物料置于石墨化炉内保护介质中加热到高温，使六角碳原子平面网格从二维空间的无序重叠转变为三维空间的有序重叠，且具有石墨结构的高温热处理过程。

石墨化温度通常在2300℃-2800℃，这一过程能够显著提高负极材料的比容量、首效、比表面积、压实密度、导电性、化学稳定性等性能指标。

石墨化后的物料经破碎机、筛分机、电磁除铁成为产品，经包装后存放至成品处理车间成品储存区待售。

筛分：

对石墨化后的材料进行球磨筛分，过滤目标范围的颗粒，并按客户需求包装入库。

除铁除磁，一次颗粒与二次颗粒掺混。

除磁方法主要有气流除磁、水浴除磁和强磁场除磁/电除磁三种。

后处理：

包括冷却、混匀、筛分、除磁等步骤，以确保材料的均匀性和质量。

可能还包括碳化包覆等工序，进一步提高产品的倍率性能。