ما هي عملية إنتاج مواد أنود الجرافيت الاصطناعي؟

إنتاج الجرافيت الاصطناعي مواد الأنود تتضمن عملية التصنيع عدة عمليات رئيسية. هذه العمليات مترابطة ومؤثرة بشكل متبادل، وتحدد بشكل جماعي أداء وجودة المنتج النهائي. فيما يلي لمحة موجزة عن العمليات الرئيسية:

رقم سري	اسم العملية	الوظيفة الرئيسية
1	فحص المواد الخام	التأكد من أن المواد الواردة تلبي معايير الجودة والتحكم في جودة المنتج من المصدر.
2	السحق الخشن	سحق المواد الخام السائبة إلى الحجم المحدد للتغذية اللاحقة الموحدة.
3	السحق	تحقيق طحن فائق الدقة للمواد والتحكم حجم الجسيمات التوزيع، مما يؤثر على أداء خلايا البطارية.
4	تشكيل	التحكم في توزيع حجم جزيئات المادة، وتعديل الشكل، وزيادة كثافة مسحوق الصنبور.
5	خلط	يتم خلط مواد الجرافيت مع الأسفلت بنسب مناسبة للتحضير لعملية التحبيب.
6	طلاء والتحبيب	إنتاج جزيئات ثانوية مركبة، مما يؤدي إلى تحسين مؤشرات أداء المنتج المتعددة.
7	ما قبل الكربنة	زيادة نقاء الكربون في مادة القطب السالب وتحسين كمية التحميل للعمليات اللاحقة.
8	الرسوم البيانية	تعمل المعالجة الحرارية عالية الحرارة على تحسين البنية الدقيقة وتعزيز التوصيل والخصائص الأخرى.
9	الكربنة عالية الحرارة	إصلاح عيوب سطح الجرافيت لتحسين معدل وأداء الشحن السريع.

وصف مفصل للعملية

فحص المواد الخام

موضوعي:إجراء عمليات تفتيش صارمة للمواد الخام (مثل فحم البترول، وكوك القار، والبتومين، وما إلى ذلك)، والتأكد من أنها تلبي معايير الجودة المعمول بها وتوفر أساسًا متينًا للإنتاج اللاحق.
الخطوات الرئيسية:إجراء اختبارات شاملة على المواد الكيميائية التركيب والخصائص الفيزيائية والمؤشرات الأخرى ذات الصلة استنادًا إلى المعايير وقواعد التفتيش المعمول بها.
ضبط الجودةيجب الاحتفاظ بسجلات دقيقة لنتائج الاختبارات. ويجب إنشاء ملف شامل لجودة المواد الخام لضمان إمكانية تتبعها أثناء الإنتاج.

السحق الخشن

موضوعي:لسحق المواد الخام الكبيرة (مثل فحم البترول، وفحم الكوك، وما إلى ذلك) إلى جزيئات ذات حجم أو شبكة محددة، مما يسهل التغذية الموحدة في العمليات اللاحقة.
الخطوات الرئيسيةاختر معدات التكسير المناسبة ومعايير العملية بناءً على خصائص المادة ومتطلبات المنتج. احرص على استقرار أداء التكسير لتجنب الجسيمات الكبيرة أو الصغيرة جدًا.
ضبط الجودةاستخدم الغربلة أو غيرها من الطرق للتحقق من توزيع حجم جسيمات المادة المسحوقة. يجب إعادة معالجة المواد غير المطابقة.

طحن

موضوعي:لطحن المواد بدقة فائقة إلى الدرجة المطلوبة حجم الجسيمات التوزيع، وتقليل الجسيمات من مقياس المليمتر إلى مقياس الميكرون، والوصول عادة إلى حجم نهائي يتراوح بين 5-75 ميكرومتر، لتلبية متطلبات أداء البطارية.
الخطوات الرئيسية: تحكم بدقة في حجم الجسيمات وشكلها بناءً على مؤشرات أداء المنتج. اختر معدات الطحن المناسبة (مثل مطاحن نفاثة الهواء) وتحسين معلمات العملية لتحقيق النتائج المرجوة.
ضبط الجودةاستخدم أجهزة تحليل حجم الجسيمات لمراقبة توزيع حجم الجسيمات بعد الطحن. تأكد من أن أسطح المواد ناعمة ومساحة سطحية محددة معقولة، مما يُحسّن السعة النوعية للأنود ومعدله وأدائه في درجات الحرارة المنخفضة.

تشكيل

موضوعي:التحكم في محتوى المساحيق الناعمة والخشنة، وتحسين توزيع حجم الجسيمات، وزيادة كثافة الصنبور، وتعديل مورفولوجيا المادة لتقليل مساحة السطح المحددة وتحسين أداء المنتج.
الخطوات الرئيسية: اضبط معلمات معدات التشكيل وفقًا لخصائص المادة وتوزيع حجم الجسيمات المطلوب. لضمان ثبات نتائج التشكيل.
ضبط الجودة:تحقق من توزيع حجم الجسيمات وتركيزها وشكلها بعد التشكيل. يجب إعادة معالجة المواد غير المطابقة.

خلط

موضوعيخلط مادة الجرافيت المُشكَّلة مع البيتومين المطحون بنسبة محددة، لضمان تغطية متساوية للبيتومين على سطح الجرافيت. تُهيئ هذه الخطوة ظروفًا مُلائمة للتحبيب، وتُحسّن العديد من مؤشرات أداء المنتج.
الخطوات الرئيسية: وزن الجرافيت والبتومين بدقة وفقًا لصيغة المنتج. استخدم معدات خلط مناسبة، وحسّن معايير الخلط لضمان التجانس.
ضبط الجودة:أَخْذُ عَيِّنَاتٍ لِتَأْكُدِ تَوَازُجِ الْمُخْلَطِ. تَحَقَّقْ مِنْ تَأْثِيرِ طِلاَّةِ الْبِتْومِينِ لِلتَأْكُدِ مِنَ اسْتِيَافِتِهِ لِمَتَطَلِّبَاتِ التَّحْبُبُّب. يُمْكِنُ إِعْدَادُ خَلْ

الطلاء والتحبيب

موضوعي:أضف المواد الخام والبتومين إلى مفاعل للتحريك عالي الحرارة. تُكوّن هذه العملية جسيمات ثانوية عن طريق طلاء جسيمات الجرافيت، مما يُعزز قنوات دمج واستخلاص أيونات الليثيوم، ويُشكّل طبقة واقية على السطح لتقليل تفاعلات دمج المذيبات.
الخطوات الرئيسية:التحكم في درجة حرارة المفاعل وسرعة التحريك والمعلمات الأخرى بدقة لضمان التحبيب المستقر.
ضبط الجودة:فحص توزيع حجم الجسيمات، وتكوين الجسيمات الثانوية، وجودة الطلاء بعد التحبيب. يجب إعادة معالجة المواد غير المطابقة.

الكربنة المسبقة

موضوعي:التحكم في درجة حرارة ما قبل الكربنة (عادة ما تكون بين 900-1200 درجة مئوية) لزيادة نقاء الكربون ومنع "فقدان المواد"، وتحسين القدرة وكفاءة الطاقة، مع خفض التكاليف.
الخطوات الرئيسية:التحكم بشكل صارم في درجة حرارة ما قبل الكربنة والوقت والمعلمات الأخرى لضمان أفضل نتائج ما قبل الكربنة.
ضبط الجودةاختبار نقاء الكربون، وبنيته الدقيقة، ومؤشرات أخرى بعد الكربنة. تقييم تأثيره على العمليات اللاحقة، والتأكد من أن جودة ما قبل الكربنة تلبي المتطلبات.

الرسوم البيانية

موضوعيضع المادة في فرن الجرافيت عند درجة حرارة حوالي 3000 درجة مئوية لمعالجتها حرارياً، مما يُغيّر ترتيب ذرات الكربون من بنية مستوية إلى بنية ثلاثية الأبعاد. تُحسّن هذه العملية التوصيل الكهربائي، وتُقلّل المعاوقة، وتُزيل الشوائب.
الخطوات الرئيسية:التحكم بدقة في درجة الحرارة ومعدل التسخين ووقت البقاء في فرن الجرافيت لضمان نتائج موحدة ومستقرة.
ضبط الجودة:استخدم طرق كشف متنوعة لتقييم البنية الدقيقة، والتوصيل، ومستويات الشوائب، وغيرها من المؤشرات بعد الجرافيت. يجب إعادة معالجة المواد غير المطابقة.

الكربنة عالية الحرارة

موضوعيبالنسبة لمنتجات 3C والتطبيقات المتطورة، تُجرى عملية الكربنة عالية الحرارة بعد عملية الجرافيت. أثناء الكربنة (عند 1000-1200 درجة مئوية)، تُصلح طبقات البيتومين أو الراتنج على السطح عيوب الجرافيت، وتُقلل مساحة السطح المحددة، وتُحسّن الأداء، مثل سرعة الشحن وأداء الشحن السريع.
الخطوات الرئيسيةاختر مواد الطلاء المناسبة بناءً على متطلبات المنتج. تحكّم في درجة الحرارة والوقت أثناء عملية الكربنة لتحقيق النتيجة المرجوة.
ضبط الجودة:اختبار بنية السطح ومؤشرات الأداء للمادة المتفحمة للتأكد من أنها تلبي متطلبات المنتج الراقية.

اتجاه التطوير المستقبلي لمواد أنود الجرافيت الاصطناعي

زيادة كثافة الطاقة:من خلال تحسين عمليات الإنتاج والصيغ، مثل تقنية "الكوك المتساوي الخواص"، يتم تعزيز كثافة الصنبور للجرافيت الاصطناعي، مما يزيد من كثافة الطاقة في خلايا البطارية ويلبي احتياجات المدى الطويل للسيارات الكهربائية.

تحسين أداء الشحن السريع:إن البحث في الجرافيت الاصطناعي مع مسافات أكبر بين الطبقات وهياكل المسام الدقيقة المناسبة لمواد الأنود سريعة الشحن سوف يسهل إدخال أيونات الليثيوم بسرعة وشحنها/تفريغها.

تعزيز استقرار الدورةتطوير جسيمات ثانوية من الجرافيت الاصطناعي عالية القوة الهيكلية. استخدام أحجام مناسبة من فحم الكوك وطرق طلاء مناسبة (مثل طلاء الكربون غير المتبلور أو أنابيب الكربون النانوية) سيُحسّن استقرار الدورة وأداء التخزين في درجات الحرارة العالية لبطاريات أيونات الليثيوم.

مسحوق ملحمي

بفضل تقنيات الطحن والمعالجة المتقدمة، مسحوق ملحمي يلعب دورًا حاسمًا في تحسين عمليات إنتاج الجرافيت الاصطناعي عالي الأداء. من خلال حلول مخصصة مثل مطاحن نفاثة الهواء وبفضل معداتها المتخصصة الأخرى، تضمن Epic Powder التحكم الدقيق في خصائص المواد، مما يساعد الشركات المصنعة على تحقيق أداء متفوق للمنتج وكفاءة أعلى وتكاليف أقل.