鋰離子電池負(fù)極材料生產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)技術(shù)報(bào)告-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 瀝青、專用瀝青和其它瀝青，由石油煉制過(guò)程所得的瀝青占絕大多數(shù)。為了簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，提高包覆效果，現(xiàn)采用高速混合機(jī)，在包覆材料熔融的150～350℃的臨界狀態(tài)下進(jìn)行包覆，以期達(dá)到簡(jiǎn)化工藝、提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量的目的。20小時(shí)后分別取上層2/3溶液和下層1/3溶液過(guò)濾，根據(jù)沉淀物的比例判斷沉降效果。表3—6 包覆量不同對(duì)后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)包覆量 %過(guò)100目篩篩上物含量 %篩下物的比表面積 ㎡/g1224364851061271438165因其包覆比例與后續(xù)產(chǎn)品關(guān)系較為特殊，依據(jù)圖3—3顯示出包覆量的不同篩上物呈曲線上升趨勢(shì)，依據(jù)圖3—4顯示，不同的包覆量所對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的比表面積呈曲線下降趨勢(shì)，依此確定瀝青的包覆比例為10%為最合適量。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)4—1表。d) 通過(guò)客戶的使用，用所開(kāi)發(fā)的新工藝生產(chǎn)出的負(fù)極材料在鋰離子電池上能夠得到很好的應(yīng)用，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 圖4—6 第一、二次實(shí)驗(yàn)出料溫度與比表面積關(guān)系 圖4—7 第三次實(shí)驗(yàn)出料溫度與比表面積關(guān)系5工藝條件優(yōu)化試驗(yàn)用瀝青作為包覆原料，經(jīng)過(guò)再加工后與石墨在高速混合機(jī)中實(shí)現(xiàn)包覆，利用所選管式反應(yīng)器進(jìn)行固化試驗(yàn)，再石墨化，結(jié)果如下粒徑振實(shí)密度比表面積真密度灰分首次放電容量首次放電效率（μm）（g/cm3）（m2/g）（g/cm3）（%）(mAh/g)（％） 表4—2 整體工藝優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果 試驗(yàn)結(jié)果討論 用所選設(shè)備和優(yōu)化的工藝條件進(jìn)行負(fù)極材料的生產(chǎn)，所產(chǎn)出的產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到較優(yōu)的水平，經(jīng)過(guò)某些客戶的測(cè)試及在生產(chǎn)線上進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)，電池容量可達(dá)到650~700mAh/g,取得了很好的應(yīng)用效果。 表3—8 不同出料速度與后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)比編號(hào)出料速度過(guò)100目篩篩上物含量比例 %篩下物的比表面積（㎡/g）備 注120滑膩無(wú)團(tuán)聚顆粒2252滑膩無(wú)團(tuán)聚顆粒3302滑膩無(wú)團(tuán)聚顆粒435滑膩無(wú)團(tuán)聚顆粒540有細(xì)顆粒跟據(jù)圖3—3—9顯示，隨出料速度不同，下來(lái)產(chǎn)品的篩上物含量和比表面積也有變化。物理包覆 設(shè)備選型1234加工后的瀝青在140℃可以達(dá)到熔融狀態(tài)，對(duì)此我們選用高速混合機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)物理包覆，如圖3—2所示為加工瀝青設(shè)備裝置的簡(jiǎn)易圖。在本工藝中所需要的反應(yīng)是在管式反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)的，實(shí)現(xiàn)了在動(dòng)態(tài)狀況下的連續(xù)生產(chǎn)?！妫?%。 包覆劑的研究在已有技術(shù)中作包覆材料的有煤瀝青、煤焦油及各種有機(jī)樹(shù)脂。而決定鋰離子電池質(zhì)量性能是負(fù)極材料生產(chǎn)制造技術(shù)，針對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品工藝缺陷，經(jīng)過(guò)調(diào)研，我們計(jì)劃開(kāi)發(fā)新的負(fù)極材料生產(chǎn)工藝，在降低成本的同時(shí)，還在很大程度上提高負(fù)極產(chǎn)品的品質(zhì)，從而促進(jìn)鋰離子電池行業(yè)的發(fā)展。粒徑分布與電芯的體積能量密度關(guān)系很大，適當(dāng)?shù)牧酱笮∨c分布可以提高負(fù)極薄膜的壓實(shí)密度。天然石墨由于是碳在極端的地理環(huán)境之下經(jīng)過(guò)若干萬(wàn)年形成的，一般具有較高的石墨化度。鋰離子電池的工作電壓與構(gòu)成電極的鋰離子嵌入化合物和鋰離子濃度有關(guān)，目前，用作鋰離子電池的正極材料是過(guò)渡金屬和錳的離子嵌入化合物。 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)鋰離子電池一般采用薄膜電極，電極活性物質(zhì)涂覆于金屬箔集流器上，每層厚度約為100微米。 鋰離子電池的工作原理鋰離子電池實(shí)際上是一種鋰離子濃差電池，正負(fù)電極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物組成。炭材料主要是指以碳元素為基本構(gòu)成的固體材料，石墨全部是由碳元素構(gòu)成的，因此石墨材料是炭材料的一種，所以石墨是從晶體結(jié)構(gòu)上說(shuō)的。第一方面是材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也稱微晶結(jié)構(gòu)，石墨化度和真密度兩個(gè)指標(biāo)與此關(guān)系密切， D002最能反應(yīng)石墨化度。因?yàn)槭状尾豢赡鎿p失與比表面積存在正相關(guān)。通過(guò)石墨改性，如在石墨表面包覆聚合物熱解炭，形成具有核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合石墨，可以改善石墨的充放電性能，提高比容量，使之制
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