Các loại pin lithium chính vật liệu điện cực âm bao gồm vật liệu gốc than chì (như than chì nhân tạo và than chì tự nhiên) và vật liệu không gốc than chì (như vật liệu anot gốc silicon). Dưới đây là quy trình sản xuất phổ biến cho các vật liệu này:
Quy trình sản xuất vật liệu điện cực âm than chì nhân tạo
Tiền xử lý
Nguyên liệu than chì và nhựa đường được trộn theo yêu cầu sản phẩm, chẳng hạn như 100: (5-20). Hỗn hợp được chuyển đến phễu thông qua máy nạp chân không. Từ đó, hỗn hợp được đưa vào máy nghiền khí nén Đối với nghiền luồng khí. Nguyên liệu thô và phụ liệu ban đầu có kích thước 5-10mm, được nghiền đến kích thước 5-10 micron. Sau khi nghiền, bộ thu bụi dạng cyclone được sử dụng để thu thập các hạt có kích thước mong muốn, với tốc độ thu bụi khoảng 80%. Khí thải được lọc qua lõi lọc và thải ra ngoài. Hiệu suất loại bỏ bụi lớn hơn 99%.
Tạo hạt
Quá trình này được chia thành nhiệt phân và máy nghiền bi các bước sàng lọc.
Quá trình nhiệt phân:
Vật liệu trung gian được đưa vào lò phản ứng. Nitơ thay thế không khí bên trong lò phản ứng. Lò phản ứng được niêm phong và gia nhiệt bằng điện theo đường cong nhiệt độ, dưới áp suất 2,5 kg. Vật liệu được khuấy ở 200-300°C trong 1-3 giờ, sau đó được gia nhiệt thêm đến 400-500°C. Vật liệu được khuấy để tạo thành kích thước hạtd 10-20mm. Sau đó, nó được làm nguội và xả ra, tạo ra vật liệu trung gian 2.
máy nghiền bi và Quy trình sàng lọc:
Vật liệu trung gian 2 được đưa vào máy nghiền bi thông qua hệ thống cấp liệu chân không. Vật liệu có kích thước 10-20mm được nghiền thành hạt có kích thước 6-10 micron. Bột sau đó được chuyển đến máy sàng qua đường ống. Vật liệu đã sàng được đo lường và đóng gói bằng thiết bị đóng gói và định lượng tự động, tạo ra vật liệu trung gian 3. Vật liệu quá khổ được đưa trở lại máy nghiền bi để nghiền tiếp bằng hệ thống vận chuyển chân không.
Đồ họa hóa
Sản phẩm được đặt trong môi trường bảo vệ bên trong lò than hóa và được nung nóng đến nhiệt độ cao. Quá trình này biến đổi các mặt phẳng nguyên tử carbon lục giác hỗn loạn trong không gian hai chiều thành một cấu trúc ba chiều có trật tự, tạo nên cấu trúc than chì. Có hai phương pháp than hóa chính: gián đoạn và liên tục. Phổ biến nhất là lò than hóa Acheson và lò than hóa dạng hộp.
Trong quy trình Acheson, vật liệu anode được đặt đều trong các chén nung graphite. Các chén nung này được nâng lên bằng cần trục trên cao và đặt nằm ngang trong lò. Vật liệu điện trở được đặt xung quanh chén nung graphite tại lõi lò. Chén nung được phủ vật liệu cách nhiệt để lấp đầy lò. Lò được gia nhiệt bằng điện cực ở cả hai mặt. Khi lò đạt đến nhiệt độ yêu cầu, nắp lò được đậy lại và lắp đặt chụp thu khí. Nhiệt độ lò tăng lên 2800-3000°C. Vật liệu carbon bên trong chén nung được xử lý ở nhiệt độ cao, giúp loại bỏ tạp chất khỏi cấu trúc vi tinh thể carbon vô định hình, tạo thành cấu trúc tinh thể graphite.
Nghiền bi và sàng lọc
Vật liệu than hóa được đưa vào máy nghiền bi để trộn và nghiền vật lý. Một sàng phân tử 270 mesh được sử dụng để sàng lọc. Vật liệu sau khi sàng lọc được kiểm tra, cân, đóng gói và lưu trữ. Bất kỳ vật liệu quá khổ nào cũng được nghiền bi để đáp ứng yêu cầu. kích thước hạt yêu cầu trước khi được sàng lọc lại.
Quy trình sản xuất vật liệu điện cực âm than chì tự nhiên
- Phân loại khai thác và tuyển nổi quặng than chì:
Quặng than chì được khai thác từ các mỏ than chì tự nhiên. Quặng sau đó được xử lý bằng phương pháp tuyển nổi và các phương pháp khác để loại bỏ tạp chất. Kết quả là các hạt than chì có kích thước hạt và độ tinh khiết nhất định. - Hình cầu hóa:
Các hạt than chì tự nhiên được xử lý bằng phương pháp va đập hoặc nghiền khí để tạo hình cầu. Điều này giúp các hạt than chì đồng đều hơn về hình dạng, cải thiện mật độ khối và hiệu suất tốc độ. - Làm sạch và sấy khô:
Các hạt than chì hình cầu trải qua hóa chất tinh chế để loại bỏ tạp chất và các thành phần có hại. Sau đó, các hạt được sấy khô để loại bỏ độ ẩm. - Sửa đổi bề mặt:
Các phương pháp hóa học hoặc vật lý được sử dụng để biến đổi bề mặt của các hạt than chì. Điều này có thể bao gồm lớp phủ với vật liệu dẫn điện hoặc xử lý bề mặt để cải thiện hiệu suất điện hóa của chúng. - Trộn và sàng lọc:
Các hạt than chì biến tính bề mặt được trộn với các chất phụ gia khác, chẳng hạn như chất dẫn điện và chất kết dính. Sau đó, hỗn hợp được sàng lọc để loại bỏ tạp chất và các hạt không đạt tiêu chuẩn. - Tháo và đóng gói từ tính:
Các hạt than chì đã được sàng lọc trải qua quá trình loại bỏ từ tính để loại bỏ bất kỳ vật liệu từ tính nào. Sau đó, vật liệu được đóng gói để tạo ra sản phẩm điện cực âm than chì tự nhiên cuối cùng.
Quy trình sản xuất vật liệu điện cực âm gốc silicon
Sử dụng Silicon Dioxide phủ Carbon làm ví dụ:
- Chuẩn bị nguồn silicon:
Các hạt nano silicon hoặc màng mỏng được chế tạo bằng các phương pháp như lắng đọng hơi hóa học (CVD) hoặc lắng đọng hơi vật lý (PVD). - Tổng hợp Silic Dioxide:
Vật liệu nguồn silicon phản ứng với chất oxy hóa trong điều kiện cụ thể để tạo thành silicon dioxide (SiO). - Lớp phủ Carbon:
Một lớp carbon được phủ lên bề mặt silicon dioxide bằng các phương pháp như lắng đọng hơi hóa học, lắng đọng hơi vật lý hoặc phương pháp sol-gel. Phương pháp này tạo thành vật liệu composite silicon dioxide phủ carbon. - Sau khi điều trị:
Vật liệu composite silicon dioxide phủ carbon trải qua các quy trình xử lý sau, chẳng hạn như nghiền, phân loại và sấy khô. Kết quả là vật liệu điện cực âm gốc silicon có kích thước hạt đồng đều và hiệu suất ổn định.
Bột Epic
Epic Powder, hơn 20 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành bột siêu mịn. Tích cực thúc đẩy sự phát triển trong tương lai của bột siêu mịn, tập trung vào quá trình nghiền, xay, phân loại và sửa đổi bột siêu mịn. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn miễn phí và các giải pháp tùy chỉnh! Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi tận tâm cung cấp các sản phẩm và dịch vụ chất lượng cao để tối đa hóa giá trị chế biến bột của bạn. Epic Powder—Chuyên gia chế biến bột đáng tin cậy của bạn!