Dengan perkembangan pesat kenderaan tenaga baharu di seluruh dunia, permintaan pasaran untuk bahan anod bateri litium telah meningkat dengan ketara. Menurut statistik, pada tahun 2021, lapan perusahaan anod bateri litium teratas dalam industri merancang untuk mengembangkan kapasiti pengeluaran mereka kepada hampir satu juta tan. Grafitisasi mempunyai kesan yang paling besar terhadap indeks dan kos bahan anod. Peralatan grafit di China mempunyai pelbagai jenis, penggunaan tenaga yang tinggi, pencemaran berat dan tahap automasi yang rendah, yang mengehadkan pembangunan bahan anod grafit pada tahap tertentu. Ia adalah masalah utama yang perlu diselesaikan segera dalam proses pengeluaran bahan anod.
1. Situasi semasa dan perbandingan relau grafit negatif
1.1 Relau grafisasi negatif Atchison
Dalam jenis relau yang diubah suai berdasarkan relau grafitisasi relau Aitcheson elektrod tradisional, relau asal dimuatkan dengan mangkuk grafit sebagai pembawa bahan elektrod negatif (pijar dimuatkan dengan bahan mentah elektrod negatif berkarbonisasi), teras relau diisi dengan pemanasan bahan rintangan, lapisan luar dipenuhi dengan bahan penebat dan penebat dinding relau. Selepas elektrifikasi, suhu tinggi 2800 ~ 3000 ℃ dijana terutamanya oleh pemanasan bahan perintang, dan bahan negatif dalam pijar dipanaskan secara tidak langsung untuk mencapai dakwat batu suhu tinggi bahan negatif
1.2. Relau grafisasi siri haba dalaman
Model relau adalah rujukan kepada relau grafit bersiri yang digunakan untuk pengeluaran elektrod grafit, dan beberapa pijar elektrod (dimuatkan dengan bahan elektrod negatif) disambungkan secara bersiri secara longitudinal. Pisau elektrod adalah pembawa dan badan pemanas, dan arus melalui pijar elektrod untuk menjana suhu tinggi dan terus memanaskan bahan elektrod negatif dalaman. Proses GRAPHITization tidak menggunakan bahan rintangan, memudahkan operasi proses pemuatan dan pembakar, dan mengurangkan kehilangan penyimpanan haba bahan rintangan, menjimatkan penggunaan kuasa
1.3 Relau grafit jenis kotak grid
Permohonan No.1 semakin meningkat dalam beberapa tahun kebelakangan ini, yang utama dipelajari Relau grafitisasi acheson siri dan ciri teknologi bercantum relau grafit, teras relau menggunakan pelbagai kepingan struktur kotak bahan grid plat anod, bahan ke dalam katod dalam bahan mentah, melalui semua sambungan slotted antara lajur plat anod adalah tetap, setiap bekas, penggunaan meterai plat anod dengan bahan yang sama. Lajur dan plat anod struktur kotak bahan bersama-sama membentuk badan pemanasan. Elektrik mengalir melalui elektrod kepala relau ke dalam badan pemanasan teras relau, dan suhu tinggi yang dihasilkan secara langsung memanaskan bahan anod di dalam kotak untuk mencapai tujuan grafitisasi
1.4 Perbandingan tiga jenis relau grafisasi
Relau grafit siri haba dalaman adalah untuk memanaskan bahan secara terus dengan memanaskan elektrod grafit berongga. "Haba Joule" yang dihasilkan oleh arus melalui pijar elektrod kebanyakannya digunakan untuk memanaskan bahan dan pijar. Kelajuan pemanasan adalah pantas, pengagihan suhu adalah seragam, dan kecekapan haba lebih tinggi daripada relau Atchison tradisional dengan pemanasan bahan rintangan. Relau grafitisasi kotak grid menggunakan kelebihan relau grafit bersiri haba dalaman, dan menggunakan plat anod pra-bakar dengan kos yang lebih rendah sebagai badan pemanas. Berbanding dengan relau grafitisasi bersiri, kapasiti pemuatan relau grafitisasi kotak grid adalah lebih besar, dan penggunaan kuasa per unit produk dikurangkan dengan sewajarnya
2. Arah pembangunan relau grafit negatif
2. 1 Optimumkan struktur dinding perimeter
Pada masa ini, lapisan penebat haba beberapa relau grafitisasi terutamanya diisi dengan karbon hitam dan kok petroleum. Ini sebahagian daripada bahan penebat semasa pengeluaran pengoksidaan suhu tinggi terbakar, setiap kali beban keluar daripada keperluan untuk menggantikan atau menambah bahan penebat khas, penggantian proses persekitaran yang lemah, keamatan buruh yang tinggi.
Boleh mempertimbangkan adalah untuk menggunakan kekuatan tinggi khas dan suhu tinggi batu simen dinding kayu adobe, meningkatkan kekuatan keseluruhan, memastikan dinding dalam keseluruhan kitaran operasi kestabilan dalam ubah bentuk, jahitan bata pengedap pada masa yang sama, mencegah udara berlebihan Melalui dinding bata retak dan jurang sendi ke dalam relau, mengurangkan kehilangan pembakaran pengoksidaan bahan penebat dan bahan anod;
Yang kedua ialah memasang keseluruhan lapisan penebat mudah alih pukal yang tergantung di luar dinding relau, seperti penggunaan papan gentian berkekuatan tinggi atau papan kalsium silikat, peringkat pemanasan memainkan peranan pengedap dan penebat yang berkesan, peringkat sejuk adalah mudah untuk dikeluarkan untuk penyejukan pantas; Ketiga, saluran pengudaraan ditetapkan di bahagian bawah relau dan dinding relau. Saluran pengudaraan menggunakan struktur bata kekisi pasang siap dengan mulut wanita tali pinggang, sambil menyokong batu simen suhu tinggi, dan mempertimbangkan penyejukan pengudaraan paksa dalam fasa sejuk.
2. 2 Optimumkan keluk bekalan kuasa melalui simulasi berangka
Pada masa ini, lengkung bekalan kuasa relau grafit elektrod negatif dibuat mengikut pengalaman, dan proses grafitisasi diselaraskan secara manual pada bila-bila masa mengikut suhu dan keadaan relau, dan tiada piawaian bersatu. Mengoptimumkan keluk pemanasan jelas boleh mengurangkan indeks penggunaan kuasa dan memastikan operasi relau yang selamat. MODEL NUMERIK penjajaran jarum HENDAKLAH DIBUATKAN dengan cara saintifik mengikut pelbagai keadaan sempadan dan parameter fizikal, dan hubungan antara arus, voltan, jumlah kuasa dan taburan suhu keratan rentas dalam proses penggrafan harus dianalisis, supaya untuk merumuskan keluk pemanasan yang sesuai dan melaraskannya secara berterusan dalam operasi sebenar. Seperti pada peringkat awal penghantaran kuasa adalah penggunaan penghantaran kuasa tinggi, kemudian dengan cepat mengurangkan kuasa dan kemudian perlahan-lahan naik, kuasa dan kemudian mengurangkan kuasa sehingga akhir kuasa.
2. 3 Memanjangkan hayat perkhidmatan pijar dan badan pemanas
Sebagai tambahan kepada penggunaan kuasa, hayat pijar dan pemanas juga secara langsung menentukan kos grafisasi negatif. Untuk badan pemanasan grafit dan badan pemanasan grafit, sistem pengurusan pengeluaran pemuatan keluar, kawalan pemanasan dan kadar penyejukan yang munasabah, barisan pengeluaran mangkuk pijar automatik, menguatkan pengedap untuk mengelakkan pengoksidaan dan langkah-langkah lain untuk meningkatkan masa kitar semula pijar, mengurangkan kos grafit dengan berkesan dakwat. Sebagai tambahan kepada langkah-langkah di atas, plat pemanasan relau grafitisasi kotak grid juga boleh digunakan sebagai bahan pemanasan anod pra-bakar, elektrod atau bahan karbon tetap dengan kerintangan yang tinggi untuk menjimatkan kos grafitisasi.
2.4 Kawalan gas serombong dan penggunaan haba buangan
Gas serombong yang dijana semasa grafitisasi terutamanya berasal daripada produk meruap dan pembakaran bahan anod, pembakaran karbon permukaan, kebocoran udara dan sebagainya. Pada permulaan permulaan relau, meruap dan habuk melarikan diri sejumlah besar, persekitaran bengkel adalah miskin, kebanyakan perusahaan tidak mempunyai langkah rawatan yang berkesan, ini adalah masalah terbesar yang menjejaskan kesihatan dan keselamatan pekerjaan operator dalam pengeluaran elektrod negatif. Lebih banyak usaha harus dibuat untuk mempertimbangkan secara menyeluruh pengumpulan dan pengurusan gas serombong dan habuk yang berkesan di bengkel, dan langkah pengudaraan yang munasabah harus diambil untuk mengurangkan suhu bengkel dan menambah baik persekitaran kerja bengkel grafitisasi.
Selepas gas serombong boleh dikumpulkan melalui serombong ke dalam ruang pembakaran campuran pembakaran, keluarkan kebanyakan tar dan habuk dalam gas serombong, adalah dijangka bahawa suhu gas serombong dalam kebuk pembakaran adalah melebihi 800 ℃, dan sisa haba gas serombong boleh dipulihkan melalui dandang stim haba sisa atau penukar haba shell. Teknologi insinerasi RTO yang digunakan dalam rawatan asap asfalt karbon juga boleh digunakan untuk rujukan, dan gas serombong asfalt dipanaskan hingga 850 ~ 900 ℃. Melalui pembakaran penyimpanan haba, komponen asfalt dan meruap dan hidrokarbon aromatik polisiklik lain dalam gas serombong teroksida dan akhirnya terurai menjadi CO2 dan H2O, dan kecekapan penulenan berkesan boleh mencapai lebih 99%. Sistem ini mempunyai operasi yang stabil dan kadar operasi yang tinggi.
2. 5 Relau grafisasi negatif berterusan menegak
Di atas disebutkan beberapa jenis relau grafitisasi adalah struktur relau utama pengeluaran bahan anod di China, titik biasa adalah pengeluaran sekala berkala, kecekapan haba yang rendah, pemuatan keluar terutamanya bergantung pada operasi manual, tahap automasi tidak tinggi. Relau grafitisasi negatif berterusan menegak yang serupa boleh dibangunkan dengan merujuk kepada model relau pengkalsinan kok petroleum dan relau aci pengkalsinan bauksit. ARC rintangan digunakan sebagai sumber haba suhu tinggi, bahan dilepaskan secara berterusan oleh gravitinya sendiri, dan struktur penyejukan air atau pengegasan konvensional digunakan untuk menyejukkan bahan suhu tinggi di kawasan alur keluar, dan sistem penyampaian serbuk pneumatik. digunakan untuk menyahcas dan menyuap bahan di luar relau. Jenis FURNACE dapat merealisasikan pengeluaran berterusan, kehilangan penyimpanan haba badan relau boleh diabaikan, jadi kecekapan haba bertambah baik dengan ketara, kelebihan pengeluaran dan penggunaan tenaga adalah jelas, dan operasi automatik penuh dapat direalisasikan sepenuhnya. Masalah utama yang perlu diselesaikan ialah kecairan serbuk, keseragaman darjah grafitisasi, keselamatan, pemantauan suhu dan penyejukan, dan lain-lain. Adalah dipercayai bahawa dengan kejayaan pembangunan relau untuk skala pengeluaran perindustrian, ia akan mencetuskan revolusi dalam bidang grafisasi elektrod negatif.
3 bahasa simpulan
Proses kimia grafit adalah masalah terbesar yang melanda pengeluar bahan anod bateri litium. Sebab asasnya ialah masih terdapat beberapa masalah dalam penggunaan kuasa, kos, perlindungan alam sekitar, tahap automasi, keselamatan dan aspek lain dalam relau grafit berkala yang digunakan secara meluas. Trend masa depan industri adalah ke arah pembangunan struktur relau pengeluaran berterusan pengeluaran automatik dan tersusun sepenuhnya, dan menyokong kemudahan proses tambahan yang matang dan boleh dipercayai. Pada masa itu, masalah grafitasi yang melanda perusahaan akan bertambah baik dengan ketara, dan industri akan memasuki tempoh pembangunan yang stabil, meningkatkan pembangunan pesat industri berkaitan tenaga baharu
Masa siaran: 19 Ogos 2022