负极材料石墨化主流工艺及技术要点

楼市   2024-12-27 06:00   山东  

一、石墨化

石墨化过程是充分利用电阻热把炭质材料加热到2300~3000℃,使无定形乱层结构的炭转化成有序的石墨晶质结构的过程。石墨晶质结构转化、原子重排的能量来源于高温热处理,随着热处理温度的提高,石墨层间距逐渐变小,一般在0.343~0.346nm之间,一般温度到2500℃时变化显著,到3000℃时变化逐渐缓慢,直至完成整个石墨化过程。人造石墨负极材料正是通过石墨化高温处理,将炭结构成功转化为石墨结构而具备锂电池负极的相应功能。

二、负极材料石墨化主流炉型及工艺

目前负极材料石墨化过程采用的炉型主要有艾奇逊石墨化炉、内串石墨化炉、箱式石墨化炉及连续式石墨化炉等4种,其中使用最为普遍的是艾奇逊石墨化炉,少量使用内串石墨化炉。箱式石墨化炉和连续石墨化炉是近几年开发的新型炉型,箱式石墨化炉发展速度较快,主要是通过艾奇逊炉改造和部分新建。连续式石墨化炉均为新建且仍在尝试过程中,其炉型和工艺均不完全成熟,真正广泛使用还有待时日。因各种炉型的装炉方式和生产工艺、辅料使用等方面均具有较大差别,所以不同炉型所生产的负极材料质量也存在明显差异。

艾奇逊炉是将炭质负极材料装在单孔 (1孔坩埚)坩埚内,再将坩埚装入石墨化炉内并间装电阻料作电阻,两侧和上盖装入保温料后通过送电完成石墨化。内串石墨化炉是将炭质负极材料装在多孔坩埚内(9 孔坩埚),然后将坩埚通过串接方式首尾相连装入石墨炉内,两侧和上盖装入保温料后通过送电完成石墨化。箱式石墨化炉是将炭质负材料直接装入事先用炭板或石墨板安装好的大箱体内,再加上炭质或石墨质盖板作为电阻,上部和两侧装入保温料后通过送电完成石墨化。连续石墨化炉是将炭质负极材料连续加入石墨化炉腔体内,经过高温石墨化后冷却排出。

三、不同石墨化炉工艺过程中的技术要点

负极材料的加工过程主要分为造粒和石墨化2个关键环节,并且都有很高的技术壁垒。负极材料通过石墨化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,所以控制和掌握好石墨化工艺技术是保障负极材料质量的重要途径,由于箱式炉和连续石墨化炉工艺还不完全成熟,下面就重点对艾奇逊炉和内串石墨化炉的工艺要点进行简介。
(1)装炉时挥发分搭配
由于石墨化炉内温度在 200~1000℃期间时,炉内的负极会排出大量挥发分,如不能及时排出可能造成挥发分聚集, 造成喷炉的安全事故。在挥发分大量逸出时,挥发分燃烧不充分,会产生大量的黑色烟气,造成环境污染或环保事故。因此,装炉时需注意以下几点:

1、负极装炉时,需按照挥发分含量高低进行合理搭配,避免送电过程中高挥发分部分过度集中和集中逸出;
2、在顶部保温料上需设置适当的通气孔,便发挥发分有效逸出;
3、设计送电曲线时,需充分考虑挥发分集中排放阶段应适当放缓曲线,使挥发分缓慢排出并充分燃烧;
4、合理选择辅料,保证粒度组成,减少辅料中0~1mm的粉料量,一般占比量≤10%。
(2)装炉时需炉阻均匀
炉内负极、电阻料分布不均匀时,电流会从电阻低的地方流过,发生偏流现象,影响整炉负极石墨化的效果。 因此,装炉时需要注意以下几点:
1、装炉时电阻料需从炉室的头到炉室的尾长线放料,避免小颗粒或大颗粒集中;
2、新旧坩埚装入同一炉时也需要进行合理搭配,禁忌新坩埚装一层,旧坩埚装一层的现象;
3、避免电阻料露入边墙料中。
(3)冷却出炉
1、负极材料在石墨化冷却过程中不能采取浇水强行冷却的方式,可以采取抓斗或吸料装置逐层抓料进行自然冷却。

2、负极材料坩埚150℃左右出炉最佳,过早取出坩埚,会因温度过高,导致负极材料氧化,比表面积增大,也会导致坩埚氧化损坏成本增加。过晚取出坩埚,也会使负极粉材料氧化,比表面积增大,生产周期变长成本上升。
3、在石墨化3000℃高温下,除C元素以外其他元素均气化排出。但仍会有少量杂质在冷却过程中吸附在负极表层,出炉时坩埚表层会形成一层粗糙的硬壳,高灰分、高挥发分的物料形成的硬壳料更多。选择低灰、低挥发分的辅料也正是基于此原因。
4、硬壳料在指标上与合格的负极材料性能差别较大,因此取出坩埚时需提前打掉1~5 mm厚的硬壳料单独储存保管,表面光滑的合格物料正常收集,装入到吨袋内进行储存并发运客户



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2025锂电气相硅碳与石墨创新发展大会


主办单位:南墅石墨矿、锂电新材料

总 冠 名:晚宴、支持单位、展台等征集中

大会时间:2025年6月10-11日

大会地点:中国 南京

指导单位:

贝特瑞新材料集团股份有限公司

广东凯金新能源科技股份有限公司

湖南博邦山河新材料有限公司

深圳华明胜科技有限公司

联合主办:

山东中建恒信技术咨询有限公司

继续征集中....

协办单位:征集中....

承办单位:恩墨(山东)新材料有限公司

赞助单位:征集中....

济宁特碳新材料有限公司

河南明洋机械设备有限公司

继续征集中....

参展单位:

佛山泰姆斯新材料有限公司

吉林敦化林机新能源有限公司

常州欧鹏干燥设备有限公司

深圳市美景环保设备科技有限公司

继续征集中....

椅背广告:征集中....

参会证广告:征集中....


会议背景


随着全球能源转型的加速和新能源汽车产业的蓬勃发展,锂电气相硅碳与石墨作为锂离子电池的关键材料,正迎来前所未有的发展机遇与挑战。为了深入探讨锂电气相硅碳与石墨的最新研究成果、技术创新及产业发展趋势,加强行业交流与合作,实现全行业资源共享,信息互通,优势互补,合作共赢,同时为学术界和产业界实质性对接交流提供平台和合作契机,“2025锂电气相硅碳与石墨创新发展大会”定于2025年6月10-11日在南京市召开,我们诚挚邀请您莅临“2025锂电气相硅碳与石墨创新发展大会”。透析市场热点、把脉行业前景,推动新能源产业的持续健康发展!

欢迎各单位积极组织参加,现将有关事项通知如下:



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会议主题内容




一、主题演讲

1、邀请行业权威专家、学者及企业领袖,就锂电气相硅碳与石墨的技术创新、应用进展、市场趋势等进行深入剖析。

2、锂电气相硅碳与石墨在全球能源转型、新能源汽车发展中的角色与前景

3、锂电气相硅碳与石墨材料的最新研究成果、技术突破及未来发展方向

4、硅碳负极材料产业化过程中的硅沉积问题探讨

5、单壁碳纳米管对硅碳负极的作用

6、硅碳负极粘结剂现状

7、硅粉现状及未来新机遇

8、CVD 沉积用硅烷纯度及控制

9、硅烷特气运输安全及控制

二、专题研讨:
1、围绕锂电气相硅碳与石墨的材料制备、性能优化、电池应用、回收再利用等热点议题,促进学术交流与思想碰撞。
2、锂电气相硅碳与石墨材料的合成方法、改性技术及其对电池性能的影响
3、锂电气相硅碳与石墨在锂离子电池中的应用案例,讨论其在不同场景下的性能表现与系统集成挑战
三、成果展示:设立展览区,展示锂电气相硅碳与石墨领域的最新研究成果、技术产品及应用案例,为参会者提供直观感受和交流平台
四、 商务对接
1、组织商务对接活动,为参会企业搭建合作桥梁,促进产学研用深度融合与产业链上下游协同发展。
2、商务对接会:为参会企业、科研机构及投融资机构提供交流平台,促进项目合作、技术转移及资本对接
3、合作签约仪式:在会议期间举行合作签约仪式,见证重要合作项目的达成




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参会对象             




锂电气相硅碳与石墨领域的企业代表、科研人员及技术人员;

新能源汽车、储能电站、便携式电子设备等相关行业的有关人员;

投融资机构、行业协会、媒体等各界人士;

负极材料研究机构及高校课题组成员;

锂电、石墨领域设备、检测仪器设备、环保设备等其他设备企业。



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会议注册与联系方式




一、会议注册


1、本次会议3月31日前报名转发本文到朋友圈会议费全免每单位限2人,超出人员按正常收费标准缴费;(免费报名需经过会务组审核方可有效,分享朋友圈获取20个赞,免费人员不包含餐,须缴餐费600元,缴费成功视为报名成功,过331日按正常收费标准收费)。限200

2、参会代表注册费含会议资料、茶歇、午餐、晚宴等费用;

3、会议统一安排食宿,住宿费自理;

4、发票内容为会议费,开具增值税普通发票,不开增值税专用发票;

注:所有人员凭参会证入场!提前注册缴费!

二、参展及赞助

1、本次会议设置总冠名、联合主办、协办单位、赞助单位、支持单位、手提袋、胸卡挂绳、椅背广告、酒水赞助、会议视频广告(会议室大屏播放)晚宴礼品、笔本赞助、茶歇赞助等会议赞助类别。

2、参展商:每个展位费用:15000元,包括4人午餐、晚宴费用,展台费用,2份资料费用等。

3、实际尺寸2.2米宽×2.4米高

三、汇款信息

  名:恩墨(山东)新材料有限公司

开户行:中国建设银行股份有限公司日照济南路支行

  号:37050171614100001452

  号:105473200085

扫码报名

付款请注明:气相硅碳会议+单位名称,并将付款凭证保留,便于报到时查验。缴费成功后,请保持手机畅通,会务组会尽快与您联系,感谢您的支持!

备注:南京2025锂电气相硅碳会议

开票注意事项:增值税普通发票请提供单位名称及税号,发送邮箱1413686339@qq.com注:本次会议提供电子普票,并发送至参会代表的邮箱或微信,发票内容为会议费

欢迎有关企业、公司联合主办、协办、赞助本次会议,组委会将提供周到、精准的平台服务。另外,会议设有企业新技术、新装备产品展示区,因展位数量有限,如有意向请尽快联系。


组委会联系方式

吕健飞 13264594991(微信同号)

    15315983672(微信同号)


感谢参加2025锂电气相硅碳与石墨创新发展大会!



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