การวิเคราะห์กระบวนการผลิตวัสดุอิเล็กโทรดลบ

ประเภทหลักของแบตเตอรี่ลิเธียม วัสดุอิเล็กโทรดลบ ประกอบด้วยวัสดุที่มีกราไฟต์เป็นส่วนประกอบ (เช่น กราไฟต์เทียมและกราไฟต์ธรรมชาติ) และวัสดุที่ไม่มีกราไฟต์เป็นส่วนประกอบ (เช่น วัสดุแอโนดที่มีซิลิคอนเป็นส่วนประกอบ) กระบวนการผลิตทั่วไปสำหรับวัสดุเหล่านี้มีดังนี้:

กระบวนการผลิตวัสดุขั้วลบกราไฟท์เทียม

การรักษาเบื้องต้น

วัตถุดิบกราไฟต์และแอสฟัลต์จะถูกผสมตามความต้องการของผลิตภัณฑ์ เช่น 100: (5-20) ส่วนผสมจะถูกถ่ายโอนไปยังถังบรรจุผ่านเครื่องป้อนสูญญากาศ จากนั้นจะเข้าสู่ เครื่องโม่พ่นลม สำหรับการบดแบบลม วัตถุดิบและวัสดุเสริมที่มีขนาดเริ่มต้น 5-10 มม. จะถูกบดให้ละเอียด 5-10 ไมครอน หลังจากการบด จะใช้เครื่องดักฝุ่นแบบไซโคลนเพื่อรวบรวมขนาดอนุภาคที่ต้องการ โดยมีอัตราการดักฝุ่นประมาณ 80% ก๊าซไอเสียจะถูกกรองโดยไส้กรองและปล่อยออก ประสิทธิภาพในการกำจัดฝุ่นสูงกว่า 99%

การแกรนูเลชัน

กระบวนการนี้แบ่งออกเป็นไพโรไลซิสและ โรงงานลูกบอล ขั้นตอนการคัดกรอง

กระบวนการไพโรไลซิส:
วัสดุตัวกลางจะถูกวางลงในเครื่องปฏิกรณ์ ไนโตรเจนจะเข้าไปแทนที่อากาศภายในเครื่องปฏิกรณ์ เครื่องปฏิกรณ์จะถูกปิดผนึกและให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าตามเส้นโค้งอุณหภูมิ ภายใต้ความดัน 2.5 กิโลกรัม กวนที่อุณหภูมิ 200-300°C เป็นเวลา 1-3 ชั่วโมง จากนั้นให้ความร้อนต่อไปจนถึง 400-500°C วัสดุจะถูกกวนจนเป็น ขนาดอนุภาคd 10-20 มม. จากนั้นจึงทำการระบายความร้อนและระบายออก ทำให้เกิดวัสดุตัวกลาง 2

โรงงานลูกบอล และกระบวนการคัดกรอง:
วัสดุตัวกลาง 2 จะถูกป้อนเข้าสู่เครื่องบดลูกบอลด้วยการป้อนสูญญากาศ วัสดุขนาด 10-20 มม. จะถูกบดให้ละเอียด 6-10 ไมครอน จากนั้นผงจะถูกถ่ายโอนไปยังเครื่องคัดกรองผ่านท่อ วัสดุที่คัดกรองแล้วจะถูกวัดและบรรจุโดยอุปกรณ์บรรจุและวัดปริมาณอัตโนมัติ ทำให้เกิดวัสดุตัวกลาง 3 วัสดุขนาดใหญ่จะถูกส่งกลับไปยังเครื่องบดลูกบอลเพื่อบดต่อไปโดยใช้ระบบลำเลียงสูญญากาศ

การสร้างกราฟ

ผลิตภัณฑ์จะถูกวางลงในตัวกลางป้องกันภายในเตากราไฟไทเซชันและให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง กระบวนการนี้จะเปลี่ยนระนาบอะตอมคาร์บอนหกเหลี่ยมที่เรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบในปริภูมิสองมิติให้กลายเป็นการจัดเรียงแบบสามมิติที่เป็นระเบียบ ทำให้เกิดโครงสร้างกราไฟไทเซชัน มีสองวิธีหลักๆ ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เตากราไฟไทเซชันแบบต่อเนื่องและแบบสลับ เตากราไฟไทเซชันแบบอะเคสันและแบบกล่อง

ในกระบวนการ Acheson วัสดุแอโนดจะถูกวางอย่างเท่าเทียมกันในเบ้าหลอมกราไฟต์ เบ้าหลอมเหล่านี้จะถูกยกขึ้นโดยเครนเหนือศีรษะและวางราบในเตาเผา วัสดุตัวต้านทานจะถูกวางรอบเบ้าหลอมกราไฟต์ที่แกนเตาเผา เบ้าหลอมจะถูกหุ้มด้วยวัสดุฉนวนเพื่อเติมลงในเตาเผา เตาเผาจะถูกให้ความร้อนด้วยอิเล็กโทรดทั้งสองด้าน เมื่อเตาเผามีอุณหภูมิถึงระดับที่ต้องการแล้ว ส่วนบนจะถูกปิดทับและติดตั้งฝาครอบเก็บก๊าซ อุณหภูมิของเตาเผาจะสูงขึ้นถึง 2,800-3,000°C วัสดุคาร์บอนภายในเบ้าหลอมจะถูกนำไปผ่านกระบวนการปรับสภาพด้วยอุณหภูมิสูง ซึ่งช่วยลดสิ่งเจือปนจากโครงสร้างไมโครคริสตัลไลน์ของคาร์บอนอสัณฐาน ทำให้เกิดโครงสร้างผลึกกราไฟต์

การบดลูกบอลและการคัดกรอง

วัสดุที่ผ่านการกราไฟต์จะถูกป้อนเข้าเครื่องบดแบบลูกบอลด้วยสุญญากาศเพื่อการผสมและการบดทางกายภาพ ตะแกรงโมเลกุลขนาด 270 เมชจะถูกใช้สำหรับการคัดกรอง จากนั้นวัสดุที่ผ่านการคัดกรองจะถูกตรวจสอบ ชั่งน้ำหนัก บรรจุ และจัดเก็บ วัสดุที่มีขนาดใหญ่เกินไปจะถูกบดด้วยเครื่องบดแบบลูกบอลอีกครั้งเพื่อให้ได้ ขนาดอนุภาค ก่อนเข้ารับการคัดกรองอีกครั้ง

กระบวนการผลิตวัสดุขั้วลบกราไฟท์ธรรมชาติ

• การจำแนกประเภทการทำเหมืองแร่กราไฟต์และการลอยตัว:
  แร่กราไฟต์ขุดจากแหล่งกราไฟต์ธรรมชาติ จากนั้นแร่จะถูกนำไปผ่านกระบวนการลอยตัว (flotation) และวิธีการอื่นๆ เพื่อกำจัดสิ่งเจือปน ส่งผลให้ได้อนุภาคกราไฟต์ที่มีขนาดและความบริสุทธิ์เฉพาะเจาะจง
• การสร้างสเฟียโรไนเซชัน:
  อนุภาคกราไฟต์ธรรมชาติถูกประมวลผลโดยใช้วิธีการอัดอากาศหรือการบดเพื่อสร้างสเฟอโรไนเซชัน วิธีนี้ทำให้อนุภาคกราไฟต์มีรูปร่างที่สม่ำเสมอมากขึ้น ช่วยเพิ่มความหนาแน่นและประสิทธิภาพการกรอง
• การทำให้บริสุทธิ์และการทำให้แห้ง:
  อนุภาคกราไฟท์ที่เป็นสเฟอโรไนซ์จะผ่าน เคมี การทำให้บริสุทธิ์เพื่อขจัดสิ่งสกปรกและสารอันตราย หลังจากนั้นอนุภาคจะถูกทำให้แห้งเพื่อกำจัดความชื้น
• การปรับเปลี่ยนพื้นผิว:
  มีการใช้วิธีการทางเคมีหรือฟิสิกส์เพื่อปรับเปลี่ยนพื้นผิวของอนุภาคกราไฟต์ ซึ่งอาจรวมถึง การเคลือบ ด้วยวัสดุตัวนำหรือการปรับสภาพพื้นผิวเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้า
• การผสมและการคัดกรอง:
  อนุภาคกราไฟต์ที่ผ่านการปรับแต่งพื้นผิวจะถูกผสมกับสารเติมแต่งอื่นๆ เช่น สารนำไฟฟ้าและสารยึดเกาะ จากนั้นส่วนผสมจะถูกคัดกรองเพื่อกำจัดสิ่งเจือปนและอนุภาคที่ไม่ได้มาตรฐาน
• การกำจัดและบรรจุภัณฑ์ด้วยแม่เหล็ก:
  อนุภาคกราไฟต์ที่ผ่านการคัดกรองจะถูกกำจัดด้วยแม่เหล็กเพื่อกำจัดวัสดุแม่เหล็กใดๆ ออกไป จากนั้นวัสดุเหล่านี้จะถูกบรรจุเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ขั้วลบกราไฟต์ธรรมชาติขั้นสุดท้าย

กระบวนการผลิตวัสดุอิเล็กโทรดลบที่มีฐานเป็นซิลิกอน

การใช้ซิลิคอนไดออกไซด์เคลือบคาร์บอนเป็นตัวอย่าง:

• การเตรียมแหล่งซิลิคอน:
  อนุภาคนาโนซิลิกอนหรือฟิล์มบางจะถูกเตรียมโดยใช้กรรมวิธีเช่น การสะสมไอเคมี (CVD) หรือการสะสมไอทางกายภาพ (PD)
• การสังเคราะห์ซิลิกอนไดออกไซด์:
  วัสดุแหล่งกำเนิดซิลิกอนทำปฏิกิริยากับสารออกซิไดซ์ภายใต้เงื่อนไขเฉพาะเพื่อสร้างซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO)
• การเคลือบคาร์บอน:
  ชั้นคาร์บอนถูกเคลือบบนพื้นผิวของซิลิคอนไดออกไซด์โดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น การสะสมไอเคมี การสะสมไอกายภาพ หรือวิธีโซล-เจล วิธีนี้ทำให้เกิดวัสดุคอมโพสิตซิลิคอนไดออกไซด์เคลือบคาร์บอน
• หลังการรักษา:
  วัสดุคอมโพสิตซิลิคอนไดออกไซด์เคลือบคาร์บอนจะผ่านกระบวนการหลังการบำบัด เช่น การบด การคัดเกรด และการอบแห้ง ผลลัพธ์ที่ได้คือวัสดุอิเล็กโทรดลบที่ทำจากซิลิคอน ซึ่งมีขนาดอนุภาคสม่ำเสมอและประสิทธิภาพการทำงานที่เสถียร

ผงมหากาพย์

Epic Powder มีประสบการณ์การทำงานในอุตสาหกรรมผงละเอียดมากว่า 20 ปี ส่งเสริมการพัฒนาผงละเอียดมากในอนาคตอย่างแข็งขัน โดยเน้นที่กระบวนการบด การบด การจำแนก และการปรับเปลี่ยนผงละเอียดมาก ติดต่อเราเพื่อขอรับคำปรึกษาฟรีและโซลูชันที่ปรับแต่งได้! ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราทุ่มเทเพื่อจัดหาผลิตภัณฑ์และบริการคุณภาพสูงเพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับการแปรรูปผงของคุณ Epic Powder—ผู้เชี่ยวชาญด้านการแปรรูปผงที่คุณวางใจได้!