Jarum kok ialah bahan karbon berprestasi tinggi dengan kilauan logam dan warna kelabu perak. Tekstur permukaannya berserabut atau seperti jarum, dengan rasa licin. Ia mengandungi liang kecil berbentuk bujur di dalamnya. Jarum kok terdiri daripada hidrokarbon aromatik polisiklik molekul besar dengan lapisan aromatik rata. Ia mempunyai struktur mikrokristalin seperti grafit dengan orientasi unit yang tinggi. Struktur mikroskopik mengikut model Franklin dan merupakan karbon biasa yang boleh digraf. Ia adalah bahan yang sesuai untuk menyediakan karbon berliang. Apabila dipanaskan melebihi 2000°C, ia membentuk struktur berlapis seperti grafit.
Oleh kerana kekonduksian elektrik yang sangat baik, kekonduksian terma, pengembangan haba yang rendah, dan rintangan kejutan haba, kok jarum digunakan secara meluas dalam pembuatan keluli elektrod grafit, aeroangkasa, dan bidang lain. Ia telah menjadi topik penyelidikan hangat dalam bidang sains bahan di seluruh dunia sejak beberapa tahun kebelakangan ini.
Kok jarum boleh dikelaskan kepada jenis berasaskan arang batu dan berasaskan petroleum, bergantung kepada sumber bahan mentah. Kok jarum berasaskan arang batu dihasilkan oleh pengkarbonan suhu tinggi tar arang batu, padang tar arang batu, atau minyak penyulingan kilat.
Kok jarum berasaskan petroleum dihasilkan oleh pengkarbonan suhu tinggi tar etilena, vakum dan minyak sisa keretakan haba, atau buburan minyak retak pemangkin. Oleh kerana sulfurnya yang rendah, abu yang rendah, kandungan logam yang rendah, dan grafit yang mudah, ia kini merupakan bahan mentah utama untuk grafit tiruan. Walau bagaimanapun, kos pengeluarannya tinggi, dan ia mempunyai keperluan bahan mentah yang ketat.
Penyediaan Needle Coke
Kok jarum dihasilkan melalui pengkarbonan fasa cecair, secara beransur-ansur pirolisis dan pempolimeran bahan mentah untuk membentuk sfera mesophase, yang kemudiannya tumbuh, bergabung, mengorientasikan, dan akhirnya berkarbonasi menjadi struktur seperti jarum berserabut. Proses pengeluaran termasuk prarawatan bahan mentah, coking tertunda, dan pengkalsinan.
Coking tertunda, peringkat utama coking, melibatkan penyulingan dan pengkarbonan, menghasilkan pic halus dan kok. Pengkalsinan menghilangkan bahan meruap dan lembapan untuk meningkatkan ketumpatan sebenar.
Kok jarum berasaskan arang batu memerlukan prarawatan yang lebih ketat daripada kok jarum berasaskan petroleum, tetapi kedua-dua jenis adalah serupa dalam struktur dan aplikasi. Kok jarum berasaskan petroleum, bagaimanapun, mempunyai kos pengeluaran yang lebih rendah dan kapasiti pasaran yang lebih tinggi.
Grafitisasi kok jarum melibatkan proses seperti menghancurkan, mengisar, pengubahsuaian permukaan, rawatan haba, dan pengubahsuaian permukaan, serupa dengan grafitisasi arang batu. Kok jarum, sebagai karbon lembut dengan kekonduksian elektrik yang tinggi dan kekotoran yang rendah, biasanya digunakan dalam bateri lithium-ion. Walau bagaimanapun, ia mempunyai kapasiti teori yang rendah, dan penggunaannya dalam bateri memerlukan grafit suhu tinggi untuk menjadi grafit buatan.
Penyelidikan mengenai bahan anod berasaskan kok jarum untuk bateri lithium-ion memfokuskan pada pengubahsuaian dan teknik komposit untuk meningkatkan kapasiti dan mengurangkan kos, menangani permintaan yang semakin meningkat untuk ketumpatan tenaga tinggi, pengecasan pantas dan bateri yang selamat.
Penggunaan Coke Jarum dalam Bidang Berbeza
Kok jarum mempunyai tiga kegunaan utama: elektrod berkuasa tinggi, bahan karbon khas, dan anod bateri lithium-ion. Elektrod grafit berkuasa tinggi yang diperbuat daripada kok jarum digunakan dalam relau arka elektrik untuk pembuatan keluli. Pembuatan keluli relau arka elektrik mempunyai kelebihan seperti pencemaran yang rendah dan penggunaan tenaga yang rendah. Elektrod grafit berkuasa tinggi yang diperbuat daripada kok jarum mempunyai pengembangan haba yang rendah, kekonduksian elektrik yang tinggi dan kekuatan mekanikal yang tinggi.
Elektrod ini dengan cekap memanaskan dan mencairkan logam dalam relau arka elektrik. Sebagai bahan anod, kok jarum, sebagai karbon lembut, mudah digrafikkan dan kos rendah. Selepas rawatan haba suhu tinggi, ia membentuk grafit tiruan dengan kestabilan berbasikal yang baik dan kapasiti spesifik yang tinggi.
Penggunaan Coke Acicular dalam Elektrod Grafit
Elektrod grafit digunakan terutamanya dalam relau arka elektrik, relau arka terendam, dan relau rintangan. Pembuatan keluli relau arka elektrik adalah lebih mesra alam daripada pembuatan keluli relau letupan, yang membawa kepada dasar yang menggalakkan di banyak negara. Skala pembuatan keluli relau arka elektrik yang semakin meningkat telah meningkatkan permintaan untuk elektrod grafit. Pada masa ini, pembuatan keluli relau arka elektrik sedang bergerak ke arah relau yang lebih besar dan berkuasa ultra tinggi. Akibatnya, keperluan untuk elektrod grafit menjadi lebih ketat. Memandangkan arus maksimum yang dibenarkan untuk elektrod grafit relau arka elektrik berkorelasi positif dengan diameternya, membangunkan elektrod grafit berdiameter besar adalah penting. Menghasilkan elektrod grafit berdiameter besar memerlukan kok jarum berkualiti tinggi.
Penggunaan Acicular Coke dalam Elektrod Negatif Bateri Ion Logam Alkali
Pada masa ini, bateri alkali logam-ion terutamanya termasuk bateri litium-ion, natrium-ion dan kalium-ion. Bateri litium-ion digunakan secara meluas dalam kehidupan seharian. Bateri natrium-ion dan kalium-ion telah menarik perhatian khusus sebagai sistem penyimpanan tenaga alternatif.
Bateri ion logam alkali terutamanya terdiri daripada katod, anod, elektrolit, pemisah, dan selongsong bateri. Bahan anod, sebagai komponen utama, sangat mempengaruhi prestasi keseluruhan bateri. Untuk bateri litium-ion, bahan anod komersial termasuk grafit tiruan dan grafit semula jadi, dengan grafit tiruan menyumbang 80%. Grafit tiruan boleh dibahagikan kepada kok berasaskan minyak dan kok berasaskan arang batu. Kok berasaskan minyak boleh dibahagikan lagi kepada kok petroleum dan kok jarum. Bahan anod yang diperbuat daripada kok jarum mempunyai kebaikan kimia kestabilan, kapasiti tinggi, dan kekonduksian yang sangat baik. Ia digunakan untuk menghasilkan ketumpatan tekanan tinggi, bahan elektrod berketumpatan tinggi tenaga.
Penggunaan Coke Jarum dalam Supercapacitors
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, supercapacitors, sebagai peranti penyimpanan tenaga yang menggabungkan ciri-ciri kedua-dua kapasitor dan bateri, telah mendapat perhatian. Mereka menawarkan ketumpatan tenaga yang lebih tinggi daripada kapasitor tradisional dan ketumpatan kuasa yang lebih tinggi daripada bateri sekunder, dengan hayat kitaran lebih daripada susunan magnitud lebih lama daripada bateri sekunder. Superkapasitor boleh digunakan untuk pemulihan dan pelepasan tenaga semasa permulaan, pecutan dan brek pelbagai kenderaan. Dalam kebanyakan kes, superkapasitor digabungkan dengan bateri sekunder atau sel bahan api dengan ketumpatan tenaga tinggi untuk membentuk sistem kuasa hibrid. Gabungan ini memenuhi keperluan kenderaan tenaga baharu untuk kadar pengecasan yang tinggi, kapasiti khusus yang tinggi dan kecekapan pemulihan tenaga yang tinggi.
Jarum Coke untuk Penyediaan Graphene
Graphene mempunyai sifat optik, elektrik dan mekanikal yang sangat baik, dengan aplikasi luas dalam sains bahan, tenaga dan bioperubatan. Kaedah penyediaan utama untuk graphene termasuk pengelupasan mekanikal, pertumbuhan epitaxial pada silikon karbida, pengelupasan pelarut, pengelupasan kimia (pengoksidaan/pengurangan), dan pemendapan wap kimia (CVD). Walau bagaimanapun, kebanyakan kaedah ini, seperti pengelupasan mekanikal dan pengelupasan pelarut, biasanya digunakan di makmal. Kaedah CVD, walaupun berkesan, mempunyai proses yang agak kompleks dan kos yang lebih tinggi.
Needle Coke untuk Industri Fotovoltaik
Sel suria pemeka pewarna (DSSC) muncul sebagai peranti fotovoltaik baharu dan menjadi tempat tumpuan penyelidikan. Berbanding dengan sel suria tradisional, DSSC mempunyai kelebihan seperti jangka hayat yang lebih lama (15–20 tahun), pengeluaran perindustrian berskala besar yang mudah, kitaran pemulihan tenaga yang singkat, kos pengeluaran yang lebih rendah (hanya 1/10 hingga 1/5 sel suria silikon), dan proses pengeluaran yang tidak toksik dan bebas pencemaran. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penyelidik telah mendapati bahawa kok jarum mempunyai kekonduksian tinggi, rintangan haba, rintangan kakisan, dan aktiviti elektrokatalitik untuk triiodide. Selain itu, kosnya yang rendah menjadikannya bahan elektrod yang menjanjikan untuk sel suria peka pewarna.
Kesimpulan
Kok jarum, bahan karbon yang sangat dipesan, adalah penting untuk bateri litium-ion berprestasi tinggi kerana kekonduksian yang sangat baik dan kekotoran yang rendah. Menggabungkan pengubahsuaian pengisaran mengoptimumkan struktur zarahnya, meningkatkan kapasiti dan mengurangkan pemprosesan intensif tenaga, sejajar dengan permintaan bateri bertenaga tinggi yang mampan.
Bedak Epik, 20+ tahun pengalaman kerja dalam industri serbuk ultrahalus. Secara aktif menggalakkan pembangunan serbuk ultra-halus masa hadapan, memfokuskan pada proses penghancuran, pengisaran, pengelasan dan pengubahsuaian serbuk ultra-halus. Hubungi kami untuk perundingan percuma dan penyelesaian tersuai! Pasukan pakar kami berdedikasi untuk menyediakan produk dan perkhidmatan berkualiti tinggi untuk memaksimumkan nilai pemprosesan serbuk anda. Serbuk Epik—Pakar Pemprosesan Serbuk Dipercayai Anda!