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负极材料石墨化解聚,负极材料石墨化解聚粉碎工艺

发布时间:2023-04-27

石墨化可以提高负极材料的导电性、降低内阻,从而优化电池性能。这是因为石墨化后的负极材料具有更大的比表面积和更好的导电性能,能够提高锂离子在负极材料与电解液之间进行扩散和反应的效率,从而提高电池的容量和循环寿命。

 

石墨化的流程通常包括以下几个步骤:

预处理:将石墨或其他碳质材料进行物理或化学处理,去除杂质和氧化物等不纯物质,以提高原料的纯度和可石墨化性。

石墨化:在高温高压下,将经过预处理的碳质材料转化成石墨微片,并进行表面处理以提高其导电性能和稳定性。

精细加工:将石墨微片进行排序、分级和精细加工,以得到具有一定规格和特性的石墨化负极材料。

 

解聚的含义

解聚是指将石墨化后的负极材料进行物理或化学处理,使其分散成单个的石墨微粒,以提高其比表面积和锂离子扩散速率的过程。这是锂离子电池中负极材料制备的关键步骤之一。

 

解聚设备

目前,常见的解聚设备有高速搅拌器、超声波分散器、球磨机、高剪切分散器等。不同的解聚设备能够适用于不同的石墨化材料和解聚工艺,但都需要能够实现高效的石墨微粒分散和均匀涂覆的效果,以提高锂离子的扩散和反应速率。

 

高速搅拌器:高速搅拌器在解聚过程中使用高速旋转的搅拌器将材料破碎并分散到溶液中。高速搅拌器具有操作简便、设备成本低等优点,但在石墨化材料颗粒细小的情况下,效率较低。

 

球磨机:球磨机将负极材料与磨料置于旋转的磨盘中,通过碰撞与摩擦研磨材料,使其分散成微小的颗粒。球磨机的效率较高,但操作难度大,同时可能会加速负极材料的氧化。

 

球磨机的工作原理是,将预处理的负极材料放入磨盘中,开启球磨机,让磨盘高速旋转并摆动,使负极材料的微粒经过撞击和磨擦,石墨化的负极材料逐渐分散成独立的石墨微粒。球磨机能够将负极材料分散到几百纳米以下的微粒,比其他解聚设备所能实现的尺寸更小,进而提高了比表面积和锂离子扩散速率,从而提高了电池的容量和循环寿命。

 

超声波分散器:超声波分散器使用声波震荡将负极材料分散到溶液中。超声波分散器可以集中能量、高速分散,且能够在保持材料纯度的情况下达到高效的解聚效果。然而,设备成本较高。

 

高剪切分散器:高剪切分散器利用高速切割来分散负极材料。高剪切分散器可以在较短的时间内实现高效的解聚,但也需要较高的设备成本和操作难度。

 

不同的解聚设备具有各自的优缺点和应用场景,需要根据具体的负极材料材料以及应用要求选择合适的设备进行解聚处理。同时,解聚工艺参数的优化,如转速、时间、溶剂种类和浓度等,也会对最终产品的性能产生较大的影响,需要进行精细化设计和调整。

 

解聚的工艺过程包括以下几个步骤:

 

材料预处理:将石墨化材料进行预处理,包括烘干、筛分、除尘等,以提高材料的纯度和可分散性。

解聚处理:将预处理后的石墨化材料,放入相应的解聚设备中进行分散处理。具体的工艺参数包括转速、时间、溶剂种类和浓度等等。

涂覆处理:将解聚后的石墨微粒与导电剂混合,涂覆在铜箔等导电材料表面,制成成型负极板。

电极组装:将成型的负极板与正极板、隔膜等组装成电池,进行成品测试和包装。

解聚的工艺参数对最终产品的性能有较大的影响,因此需要根据不同材料、设备和应用场景进行调整和精细化设计。

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