Veelgebruikte methoden voor het bereiden van silicium-koolstof negatieve elektrodematerialen zijn onder meer mechanische kogel molensproeidrogen, chemisch dampdepositie (CVD), enz. Mechanisch kogel molen verplettert Bulkmaterialen worden omgezet in fijne deeltjes door botsing met roterende ballen. Het proces is eenvoudig en goedkoop, maar het fenomeen van deeltjesagglomeratie is ernstig. Bovendien zal overmatig malen de kristalliniteit en het oppervlak van grafiet aantasten, wat leidt tot nevenreacties.
Sproeidrogen is het gebruik van verwarmd gas om vloeibare oplossingen snel te drogen en zo droge poeders te maken. Het is eenvoudig, continu en schaalbaar, maar deze methode vereist veel energie en vereist veel apparatuur.
CVD is een proces waarbij gasvormige of dampvormige stoffen in de gasfase of het gas-vaste grensvlak reageren om vaste afzettingen te genereren. Deze methode vereist relatief weinig apparatuur, is eenvoudig en controleerbaar en kan een hoogwaardige afzetting bereiken. Tegelijkertijd is het zeer schaalbaar en gemakkelijk te industrialiseren. Negatieve elektrodematerialen van silicium-koolstof Door middel van CVD bereide polymeren hebben doorgaans een hoge eerste laad- en ontlaadefficiëntie en een goede cyclusstabiliteit, wat grote ontwikkelingsperspectieven biedt.
De CVD-methode wordt gebruikt om silicium-koolstof negatieve elektrodematerialen te bereiden. Het hoofdproces is: voeden → activeren → siliciumafzetting → koolstofafzetting → mengen → elektromagnetisme verwijderen → zeven → verpakken.
Voeding
De poreuze koolstofgrondstof wordt gebruikt als precursor en wordt aan een voedingssysteem toegevoerd. Dit voedingssysteem maakt gebruik van een pompmethode met negatieve druk om de grondstof via een gesloten pijpleiding naar een reactor in het volgende proces te transporteren voor activering.
Activering
Het toevoersysteem maakt gebruik van negatieve drukpompen om poreuze koolstof via een gesloten leiding in de reactor te brengen. Vervolgens wordt stikstofbeschermgas in de reactor gebracht en wordt de temperatuur geleidelijk verhoogd tot de activeringstemperatuur (800-1000 °C) en gedurende 10 uur gehandhaafd. Onder stikstofbescherming wordt de koolstof geoxideerd tot een poreus koolstofskelet.
Afgezet silicium
Na de activeringsreactie ontstaat een poreus koolstofskelet. Dit materiaal wordt naar een chemische dampdepositieoven getransporteerd, waarna stikstofbeschermgas wordt toegevoegd en de temperatuur geleidelijk wordt verhoogd tot de vereiste temperatuur voor de depositiereactie (400-800 °C) en gedurende 5-10 uur warm wordt gehouden. Tijdens de stikstofbeschermende en isolerende periode wordt silaangas in de hogetemperatuuroven gebracht voor ontleding. De zelfontbrandingstemperatuur van silaan is 435 °C.
Het meeste silaangas kan in de oven zelfontbranden, waardoor er geen grote lekkage van silaangas zal optreden. De oven zorgt voor scheurvorming door onderdruk en er ontstaat geen explosiegebied buiten de hogetemperatuuroven. Wanneer silaan ontbindt, blijft het poreuze koolstofskelet in de hogetemperatuuroven en ondergaat het silaangas een hogetemperatuurontleding om nanosilicium te genereren. De nanosiliciumdeeltjes worden afgezet op het oppervlak van het poreuze koolstofskelet en ingebed in de openingen van het poreuze koolstofskelet om het siliciumafzettingsproces te realiseren. Nadat de siliciumafzetting is voltooid, wordt het silaangas uitgeschakeld.
De chemische reactievergelijking die betrokken is bij het siliciumafzettingsproces is: SiH4→Si+2H2↑
Mengen
Nadat de siliciumafzetting is voltooid, komt het verkregen silicium-koolstofcomposietmateriaal via een gesloten leiding met negatieve druk in de menger terecht. De materialen worden gelijkmatig gemengd om de uniformiteit van de batch te verbeteren. De materialen worden ongeveer 1 uur lang gemengd onder de hogesnelheidswerking van de menger om een volledig gemengd effect te bereiken. De menger is volledig afgesloten en er ontstaat geen stof tijdens het transport en het mengproces. Er ontstaat slechts een kleine hoeveelheid stof wanneer de materialen de vulruimte binnenkomen. Het stof en het afvalgas van het vulproces worden samen verzameld, behandeld en afgevoerd.
Elektromagnetische demagnetisatie
Aangezien de grondstoffen een kleine hoeveelheid magnetische stoffen zoals ijzer kunnen bevatten, kan de aanwezigheid van magnetische stoffen de cyclusprestaties en veiligheidsprestaties van lithium-ionbatterijen ernstig verslechteren. Daarom moet het bereide silicium-koolstofcomposietmateriaal worden gedemagnetiseerd en in de demagnetiseermachine worden geplaatst voor magnetische scheiding.
Screening
Het gedemagnetiseerde materiaal wordt pneumatisch door een afgesloten buis naar een trilzeef getransporteerd om te worden gezeefd. Vervolgens worden de grove deeltjes uit het materiaal verwijderd.
Detectie
De gekwalificeerde materialen worden bemonsterd en getest. De niet-gekwalificeerde producten worden samen met de niet-gekwalificeerde materialen als vast afval behandeld in het screeningsproces.
Verpakking en opslag
De goedgekeurde producten worden naar het automatische verpakkingssysteem gestuurd en door de sealmachine verzegeld. De materialen gaan via de pijpleiding rechtstreeks in de verpakkingszak, die een gesloten verpakking vormt.
Episch poeder
Epic Powder, meer dan 20 jaar werkervaring in de ultrafijne poederindustrie. Wij promoten actief de toekomstige ontwikkeling van ultrafijn poeder, met een focus op het breken, vermalen, classificeren en modificeren van ultrafijn poeder. Neem contact met ons op voor een gratis consult en oplossingen op maat! Ons deskundige team streeft ernaar hoogwaardige producten en diensten te leveren om de waarde van uw poederverwerking te maximaliseren. Epic Powder - uw vertrouwde expert in poederverwerking!