11 Oct 2019 Chemical Industry

新的,高效的石墨球形化生产工艺

石墨是元素碳的一种自然存在的稳定的同素异形体,长期而广泛应用在各个领域,比如钢铁和汽车行业。在接下来的几年里,可再生能源在电动汽车高速发展的背景下将快速增长,石墨可用作电池的负极材料,一颗锂电池对石墨的需求量大约是锂的 10 – 15 倍。

在全球范围内,石墨最常见的形式是片状石墨,它以片状的形式少量(最大20 %)存在于岩石中。这种天然石墨必须被多种工艺处理来获得最终的产品,如应用于电池产品的石墨纯度必须高于99.95 %。除了化学成分的纯度,石墨的形态也起到了决定性的作用,球形石墨 (SPG) 是理想的负极材料。颗粒光滑,比表面积小可防止摩擦,不可逆容量损失低,使用寿命长。由于高振实密度,高充电,可获得更高的能量密度。

此前,石墨球化最常用的是级联工艺,石墨浓缩物通过 20 多台分级磨的“机组”安装。除了所占空间大,还有其他缺点,比如,每台机器必须单独调整,而且如果要增加生产能力,必须增大更多更复杂的机器序列。这种组合缺乏灵活性,不能针对不同的产品粒径作出个性化的设置,因为整个机组就是为单一的粒径大小的产品设计的。

耐驰新开发的系统克服了标准技术的局限,提供合适的解决方案,优化了石墨球形化工艺。在第一步石墨通过分级磨或流化床气流磨预研磨到最佳初始粒径,以便进一步球形化处理。物料粒子在新设计的耐驰 GyRho 中球形化,可用于各种结构尺寸的物料,也可专门设计以适应客户要求的输出量。对于更大的吞吐量,可以操作两台(或更多)机器。而上面提到的同时需要20台或以上的机组的情况不会出现。

对于锂电行业,球形化石墨是理想的选择,天然石墨和合成石墨都是片状的,具有典型的层状结构。因此,需要进一步加工来降低粒径,包括生产出最终的球形化的产品,具有粒径分布窄,产量高和高振实密度等特点。

在特定的设置下,最终产品可以在保证预期质量的前提下获得最大的产量。通过改变工艺,可以影响质量标准,如粒径分布宽度、振实密度和粒度等。

通过这种方式,使用耐驰和 Dorfner ANZAPLAN 新开发的 GyRho 的系统,满足市场上所有的质量要求,比如振实密度 963 g/l,d50 值为 16.8 μm(按原材料量60.7 %计算的产量)的球形石墨。

图象