1.本發明屬于鋰電池負極材料制備技術領域,更具體地說,涉及一種負極材料碳化用系統及碳化工藝。
背景技術:
2.隨著新能源汽車的興起,動力電池負極材料需求量日益增加,而人造石墨在負極材料中占比近85%。人造石墨負極材料生產一般包含四大工序,包括破碎、造粒、石墨化和篩分,四大工序又細分成十幾道工序,流程基本一致。四大工序中,石墨化的生產成本占負極材料成本超過50%,如何降低石墨化成本成為各個企業最關注的問題。人造石墨負極材料原料一般使用石油系或者煤系針狀焦,不同原料的針狀焦原料含有10%甚至更多15%的揮發分。所以,在石墨化之前的工序中需要對原料進行加熱碳化去除揮發分,以提高負極材料的碳純度,增加石墨化工序的裝料量。
3.傳統的負極材料碳化工藝設備使用的是輥道窯,其具體過程首先將需要碳化的負極材料原料裝入小方匣缽,再將小方匣缽放置在進窯輥道上,輥道以每小時幾厘米的行進速度帶動小方匣缽慢速行進,小方匣缽內負極材料在輥道窯爐內完成高溫碳化,最后經過冷卻段后輸出,把小方匣缽內的負極材料吸出進行裝包。輥道窯加熱方式為燃氣或者電加熱,同時在窯爐內需要通入氮氣進行保護,避免空氣中氧氣進人小方匣缽內氧化負極材料。這種傳統的工藝需要使用專用的輥道爐,此窯爐造價高,小方匣缽易高溫損壞且裝填負極材料產量受限。此外,經過反應釜包覆后的人造石墨負極材料揮發分一般超過8%,若使用傳統的輥道窯進行碳化,不僅存在碳化過程中揮發分難以處理的問題,還會存在“跑料”(所謂跑料就是負極材料粉體隨著碳化煙氣溜走)現象,影響產量并增加生產成本。
4.經檢索,如中國專利申請號為202011553982.9,申請日為2020年12月24日,發明創造名稱為:一種鋰電池負極材料的預碳化方法。該申請案通過將平均粒徑為10.1~28.6um的負極原料生焦在回轉窯中加熱至900~1200℃進行預碳化處理,預碳化處理的時間為45~120分鐘。上述申請案中提出了采用回轉窯進行負極材料預碳化,但該申請案中的所用的回轉窯為連續轉動設備,原料平均粒徑為微米級,窯內粉料極易揚塵,如不采取除塵措施將會降低產品的收率,且粉料與揮發分氣體接觸后容易堵塞設備和管路。同時,負極材料在高溫預碳化過程產生的焦油揮發分氣體難以得到處理和回收,系統的能量利用效率低,能耗高。
技術實現要素:
5.1.要解決的問題
6.針對現有負極材料碳化工藝
聲明:
“負極材料碳化用系統及碳化工藝的制作方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)