Met die vinnige ontwikkeling van nuwe energievoertuie wêreldwyd het die markvraag na litiumbattery-anodemateriale aansienlik toegeneem. Volgens statistieke beplan die bedryf se top agt litiumbattery-anode-ondernemings om hul produksiekapasiteit in 2021 tot byna een miljoen ton uit te brei. Grafitisasie het die grootste impak op die indeks en koste van anodemateriale. Die grafitisasietoerusting in China het baie soorte, hoë energieverbruik, swaar besoedeling en lae mate van outomatisering, wat die ontwikkeling van grafiet-anodemateriale tot 'n sekere mate beperk. Dit is die hoofprobleem wat dringend opgelos moet word in die produksieproses van anodemateriale.
1. Huidige situasie en vergelyking van negatiewe grafitisasie-oond
1.1 Atchison negatiewe grafitisasie-oond
In die gewysigde oondtipe gebaseer op die tradisionele elektrode Aitcheson-oondgrafitisasie-oond, word die oorspronklike oond gelaai met grafietkroes as die draer van negatiewe elektrodemateriaal (die kroes word gelaai met gekarboniseerde negatiewe elektrode-roumateriaal), die oondkern word gevul met verhittingsweerstandsmateriaal, die buitenste laag word gevul met isolasiemateriaal en oondwandisolasie. Na elektrifisering word 'n hoë temperatuur van 2800 ~ 3000 ℃ hoofsaaklik gegenereer deur die verhitting van die weerstandsmateriaal, en die negatiewe materiaal in die kroes word indirek verhit om die hoëtemperatuur-steenink van die negatiewe materiaal te verkry.
1.2. Interne hitte-reeks grafitisasie-oond
Die oondmodel is 'n verwysing na die seriegrafitisasie-oond wat gebruik word vir die produksie van grafietelektrodes, en verskeie elektrodekroesies (gelaai met negatiewe elektrodemateriaal) word in serie in die lengte geskakel. Die elektrodekroesie is beide 'n draer en 'n verhittingsliggaam, en die stroom beweeg deur die elektrodekroesie om hoë temperatuur te genereer en die interne negatiewe elektrodemateriaal direk te verhit. Die GRAFITISERINGSproses gebruik nie weerstandsmateriaal nie, wat die proseswerking van laai en bak vereenvoudig, en die hittebergingsverlies van weerstandsmateriaal verminder, wat kragverbruik bespaar.
1.3 Roosterbokstipe grafitisasie-oond
Die nommer een toepassing neem die afgelope paar jaar toe. Die hoofdoel is om die reeks Acheson-grafitisasie-oonde en die tegnologie-eienskappe van die grafitisasie-oond te leer. Die oondkern gebruik verskeie stukke anodeplaatroostermateriaal in die boksstruktuur. Die materiaal word in die katode in die rou materiaal ingebring. Deur die gleufverbinding tussen die anodeplaatkolom is die anodeplaat vas. Elke houer word met dieselfde materiaal verseël. Die kolom en die anodeplaat van die boksstruktuur vorm saam die verhittingsliggaam. Die elektrisiteit vloei deur die elektrode van die oondkop na die verhittingsliggaam van die oondkern, en die hoë temperatuur wat gegenereer word, verhit die anodemateriaal direk in die boks om die doel van grafitisasie te bereik.
1.4 Vergelyking van drie grafitisasie-oondtipes
Die interne hitte-reeks grafitisasie-oond is om die materiaal direk te verhit deur die hol grafietelektrode te verhit. Die "Joule-hitte" wat deur die stroom deur die elektrodekroes geproduseer word, word meestal gebruik om die materiaal en die kroes te verhit. Die verhittingspoed is vinnig, die temperatuurverspreiding is eenvormig, en die termiese doeltreffendheid is hoër as die tradisionele Atchison-oond met weerstandsmateriaalverhitting. Die roosterboks-grafitisasie-oond maak gebruik van die voordele van die interne hitte-reeks grafitisasie-oond en gebruik die voorafgebakte anodeplaat met laer koste as die verhittingsliggaam. In vergelyking met die reeks grafitisasie-oond, is die laaikapasiteit van die roosterboks-grafitisasie-oond groter, en die kragverbruik per eenheidsproduk word dienooreenkomstig verminder.
2. Ontwikkelingsrigting van negatiewe grafitisasie-oond
2. 1 Optimaliseer die omtrekmuurstruktuur
Tans word die termiese isolasielaag van verskeie grafitisasie-oonde hoofsaaklik gevul met koolstofswart en petroleumkooks. Hierdie deel van die isolasiemateriaal brand tydens die produksie van hoë temperatuur oksidasie, en elke keer as die lading uitgeskakel word, is dit nodig om 'n spesiale isolasiemateriaal te vervang of aan te vul, wat die vervangingsproses van swak omgewing en hoë arbeidsintensiteit beïnvloed.
Dit kan oorweeg word om spesiale hoësterkte- en hoëtemperatuur-sementmesselwerkmuurstok-adobe te gebruik, om die algehele sterkte te verbeter, die muur se stabiliteit in vervorming gedurende die hele bedryfsiklus te verseker, die baksteennate terselfdertyd te verseël, om oormatige lug deur die baksteenmuur se krake en voeggapings in die oond te voorkom, om die oksidasieverlies van isolasiemateriaal en anodemateriaal te verminder;
Die tweede is om die algehele grootmaat mobiele isolasielaag buite die oondwand te installeer, soos die gebruik van hoësterkte veselbord of kalsiumsilikaatbord, die verhittingsfase speel 'n effektiewe verseëling- en isolasierol, die koue stadium is gerieflik om te verwyder vir vinnige afkoeling; Derdens, die ventilasiekanaal is in die bodem van die oond en die oondwand geplaas. Die ventilasiekanaal gebruik die voorafvervaardigde roosterbaksteenstruktuur met die vroulike mond van die band, terwyl die hoëtemperatuur-sementmesselwerk ondersteun word, en die geforseerde ventilasie-verkoeling in die koue fase in ag geneem word.
2. 2 Optimaliseer die kragtoevoerkromme deur numeriese simulasie
Tans word die kragtoevoerkurwe van die negatiewe elektrode-grafitisasie-oond volgens ervaring gemaak, en die grafitisasieproses word te eniger tyd handmatig aangepas volgens die temperatuur en oondtoestand, en daar is geen eenvormige standaard nie. Die optimalisering van die verhittingskurwe kan natuurlik die kragverbruiksindeks verminder en die veilige werking van die oond verseker. Die NUMERIESE MODEL VAN naaldbelyning MOET deur wetenskaplike middele volgens verskeie randvoorwaardes en fisiese parameters vasgestel word, en die verhouding tussen die stroom, spanning, totale krag en die temperatuurverspreiding van die dwarssnit in die grafitisasieproses moet geanaliseer word, om die toepaslike verhittingskurwe te formuleer en dit voortdurend aan te pas in die werklike werking. Soos in die vroeë stadium van kragoordrag, is die gebruik van hoë kragoordrag, dan verminder vinnig die krag en dan stadig styg, krag en dan verminder die krag tot die einde van die krag.
2. 3 Verleng die lewensduur van die smeltkroes en verwarmingsliggaam
Benewens kragverbruik, bepaal die lewensduur van die kroes en verwarmer ook direk die koste van negatiewe grafitisasie. Vir grafietkroes en grafietverhittingsliggaam, die produksiebestuurstelsel van uitlaai, redelike beheer van verhittings- en verkoelingstempo, outomatiese kroesproduksielyn, versterkte verseëling om oksidasie te voorkom en ander maatreëls om die kroes se herwinningstye te verhoog, verminder die koste van grafietinkt effektief. Benewens die bogenoemde maatreëls, kan die verhittingsplaat van die roosterboksgrafitisasie-oond ook gebruik word as die verhittingsmateriaal van voorafgebakte anode, elektrode of vaste koolstofhoudende materiaal met hoë weerstand om die grafitisasiekoste te bespaar.
2.4 Rookgasbeheer en afvalhittebenutting
Die rookgas wat tydens grafitisasie gegenereer word, is hoofsaaklik afkomstig van vlugtige stowwe en verbrandingsprodukte van anodemateriale, oppervlakkoolstofverbranding, luglekkasie, ensovoorts. Aan die begin van die oond se aanvang ontsnap 'n groot aantal vlugtige stowwe en stof, die werkswinkelomgewing is swak, die meeste ondernemings het nie effektiewe behandelingsmaatreëls nie, dit is die grootste probleem wat die beroepsgesondheid en -veiligheid van operateurs in negatiewe elektrodeproduksie beïnvloed. Meer pogings moet aangewend word om die effektiewe versameling en bestuur van rookgas en stof in die werkswinkel omvattend te oorweeg, en redelike ventilasiemaatreëls moet getref word om die werkswinkeltemperatuur te verminder en die werksomgewing van die grafitisasiewerkswinkel te verbeter.
Nadat die rookgas deur die rookkanaal in die gemengde verbranding van die verbrandingskamer versamel kan word, word die meeste van die teer en stof in die rookgas verwyder. Daar word verwag dat die temperatuur van die rookgas in die verbrandingskamer bo 800 ℃ sal wees, en die afvalhitte van die rookgas kan herwin word deur die afvalhitte-stoomketel of dophittewisselaar. Die RTO-verbrandingstegnologie wat in koolstofasfaltrookbehandeling gebruik word, kan ook as verwysing gebruik word, en die asfaltrookgas word verhit tot 850 ~ 900 ℃. Deur hittebergingsverbranding word die asfalt en vlugtige komponente en ander polisikliese aromatiese koolwaterstowwe in die rookgas geoksideer en uiteindelik ontbind in CO2 en H2O, en die effektiewe suiweringsdoeltreffendheid kan meer as 99% bereik. Die stelsel het stabiele werking en 'n hoë bedryfstempo.
2. 5 Vertikale deurlopende negatiewe grafitisasie-oond
Die bogenoemde verskeie soorte grafitisasie-oonde is die hoofoondstruktuur vir anodemateriaalproduksie in China. Die gemeenskaplike punt is periodieke intermitterende produksie, lae termiese doeltreffendheid, die uitlading is hoofsaaklik afhanklik van handmatige werking, en die mate van outomatisering is nie hoog nie. 'n Soortgelyke vertikale deurlopende negatiewe grafitisasie-oond kan ontwikkel word deur te verwys na die model van petroleumkooks-kalsinasie-oond en bauxiet-kalsinasie-skagoond. Die weerstands-ARC word as die hoëtemperatuur-hittebron gebruik, die materiaal word deurlopend deur sy eie swaartekrag ontlaai, en die konvensionele waterverkoeling- of vergassingsverkoelingstruktuur word gebruik om die hoëtemperatuurmateriaal in die uitlaatarea af te koel, en die poeier-pneumatiese vervoerstelsel word gebruik om die materiaal buite die oond te ontlaai en te voer. Die OOND-tipe kan deurlopende produksie realiseer, die hittebergingsverlies van die oondliggaam kan geïgnoreer word, dus word die termiese doeltreffendheid aansienlik verbeter, die voordele van uitset en energieverbruik is voor die hand liggend, en die volle outomatiese werking kan ten volle gerealiseer word. Die hoofprobleme wat opgelos moet word, is die vloeibaarheid van poeier, die eenvormigheid van grafitisasiegraad, veiligheid, temperatuurmonitering en verkoeling, ens. Daar word geglo dat die suksesvolle ontwikkeling van die oond om industriële produksie op te skaal, 'n rewolusie op die gebied van negatiewe elektrodegrafitisasie sal aan die gang sit.
3 die knooptaal
Grafietchemiese prosesse is die grootste probleem wat litiumbattery-anodemateriaalvervaardigers teister. Die fundamentele rede is dat daar steeds probleme is met kragverbruik, koste, omgewingsbeskerming, outomatiseringsgraad, veiligheid en ander aspekte van die wyd gebruikte periodieke grafitisasie-oond. Die toekomstige neiging van die bedryf is na die ontwikkeling van ten volle outomatiese en georganiseerde emissie-deurlopende produksie-oondstrukture, en die ondersteuning van volwasse en betroubare hulpprosesfasiliteite. Teen daardie tyd sal die grafitisasieprobleme wat ondernemings teister, aansienlik verbeter word, en die bedryf sal 'n tydperk van stabiele ontwikkeling betree, wat die vinnige ontwikkeling van nuwe energieverwante nywerhede bevorder.
Plasingstyd: 19 Augustus 2022