鋰離子電池負(fù)極材料生產(chǎn)工藝開發(fā)技術(shù)報(bào)告-文庫(kù)吧資料
2025-06-07 01:19本頁(yè)面
【正文】 塊16瀝青沒有化開2130有粘稠的瀝青塊11瀝青沒有完全化開3140松散6少量瀝青沒有完全化開4150非常松散瀝青完全化開且混合均勻5160非常松散瀝青完全化開且混合均勻6170非常松散瀝青完全化開且混合均勻：按照控制溫度為150℃，混合時(shí)間為60分鐘，做包覆比例不同的實(shí)驗(yàn)，依據(jù)后續(xù)產(chǎn)品的檢測(cè)結(jié)果確定適宜的包覆量，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見3—6表。電機(jī) 混合室 機(jī)座 出料口圖3—2 高速混合機(jī)裝置示意圖 混合工藝確定根據(jù)瀝青的軟化點(diǎn)110℃，初始設(shè)定高速混合機(jī)控制溫度為：140℃；確定混合時(shí)間：設(shè)定主料與瀝青的比例92：8，混合出最均勻的效果且所用時(shí)間最少為標(biāo)準(zhǔn)混合時(shí)間，根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定混合60分鐘為最佳混合時(shí)間，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見2—1表。在試驗(yàn)室中，選擇不同軟化點(diǎn)的瀝青作包覆劑，用試驗(yàn)室設(shè)備對(duì)石墨進(jìn)行包覆炭化，試驗(yàn)結(jié)果見3—3表所示表3—3 不同軟化點(diǎn)的瀝青作包覆劑，炭化試驗(yàn)產(chǎn)品結(jié)果軟化點(diǎn)℃QI值 %粒徑 μm振實(shí)密度g/cm3比表面積m2/g真密度g/cm3灰分% 從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，使用高軟化點(diǎn)的瀝青進(jìn)行包覆所生產(chǎn)出的產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)均能達(dá)到客戶的使用要求。瀝青與洗油混合物在不同溫度下試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3—1所示表3—1 試驗(yàn)不同溫度下瀝青與洗油混合物的沉淀結(jié)果 沉降溫度上層2/3沉淀下層1/3沉淀上下層沉淀比例180℃1：29150℃1：18120℃1：10按理論QI值計(jì)算，沉淀為 1503～6%=～9g按測(cè)試QI值計(jì)算，沉淀為 150%=從試驗(yàn)結(jié)果看，沉降效果可以滿足要求，在生產(chǎn)上，可以利用離心法來控制喹啉不溶物的含量，提高軟化點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)室中，將瀝青和洗油分別在120℃，150℃，180℃攪拌溶解后，放在圓柱形容器中進(jìn)行恒溫沉降。經(jīng)炭化的產(chǎn)品在石墨化高溫處理后，導(dǎo)電性能進(jìn)一步增強(qiáng)，最終產(chǎn)品可以滿足鋰離子電池對(duì)炭負(fù)極高的電容量、高的壓實(shí)密度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不可逆容量損失低、衰減慢、合理的粒徑分布和表面性質(zhì)等要求。一種是炭化爐中進(jìn)行靜態(tài)炭化反應(yīng)，另一種是釜式反應(yīng)器中進(jìn)行固化反應(yīng)。3 固化及炭化處理在實(shí)現(xiàn)物理包覆后，需要進(jìn)行熱處理使包覆材料進(jìn)行聚合反應(yīng)和炭化反應(yīng)，這樣包覆材料才能固化在被包覆材料表面上。2表面修飾包覆劑確定后，需要將再加工的瀝青均勻地包覆在石墨顆粒的表層，已有的技術(shù)中實(shí)現(xiàn)表面修飾有兩種方式：一種是用低速液相攪拌器，將瀝青、石墨和溶劑混合攪拌，利用溶劑作載體，實(shí)現(xiàn)均勻包覆的目的；另一種是包覆物和被包覆物在固相狀態(tài)下進(jìn)行混合，混合在低速的螺旋混合器中進(jìn)行。用高軟化點(diǎn)和QI含量低的瀝青進(jìn)行包覆，可以提高包覆效果及核殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。瀝青的QI過高，致使瀝青的流動(dòng)性降低。瀝青的質(zhì)量指標(biāo)有軟化點(diǎn)、甲苯不溶物、灰分、水分、揮發(fā)分、喹啉不溶物，其中軟化點(diǎn)是表示瀝青開始顯示流動(dòng)性的溫度，高軟化點(diǎn)的瀝青，揮發(fā)分少，黏結(jié)性好，成焦率高，致使產(chǎn)品的燒結(jié)強(qiáng)度和導(dǎo)電性得到提高。具有很高的可逆電化學(xué)容量，提高了負(fù)極材料的首次充放效率和循環(huán)穩(wěn)定性。作為包覆材料，我們選用瀝青作為包覆材料。這是因?yàn)樵谟行蚧潭群芨叩氖獍擦艘粚訜o序的炭，有利于防止充電時(shí)石墨膨脹引起的石墨層間脫落。通過石墨改性，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，使之制成的電池具有良好的充放電性能和循環(huán)性能。③與有機(jī)溶劑相溶能力差，易發(fā)生溶劑共插入，降低插鋰性能。一、 研制方法1 包覆原料制取石墨類碳材料的插鋰特性是：①插鋰電位低且平坦，可為鋰離子電池提供高的平穩(wěn)的工作電壓。3 開發(fā)目的目前，鋰離子電池作為二次電池產(chǎn)品，是21世紀(jì)最新高科技新型電池產(chǎn)品，他不僅對(duì)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步具有至關(guān)重要的作用，而且能廣泛應(yīng)用在為其他科技產(chǎn)品提供先進(jìn)的儲(chǔ)電池能源，所以它具有廣闊的市場(chǎng)生命力和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因?yàn)槭状尾豢赡鎿p失與比表面積存在正相關(guān)。僅僅通過粉碎和分級(jí)是無法獲得好的負(fù)極材料的。過大的顆粒存在會(huì)造成薄膜不平整，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成短路。第二
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