Со брзиот развој на возилата со нова енергија ширум светот, побарувачката на пазарот за материјали за анодни литиумски батерии значително се зголеми. Според статистичките податоци, во 2021 година, осумте водечки претпријатија за анодни литиумски батерии во индустријата планираат да го прошират својот производствен капацитет на речиси еден милион тони. Графитизацијата има најголемо влијание врз индексот и цената на анодните материјали. Опремата за графитизација во Кина има многу видови, висока потрошувачка на енергија, големо загадување и низок степен на автоматизација, што го ограничува развојот на графитни анодни материјали до одреден степен. Тоа е главниот проблем што треба итно да се реши во процесот на производство на анодни материјали.
1. Тековна состојба и споредба на негативна графитизирачка печка
1.1 Ачисонова негативна графитизирачка печка
Во модифицираниот тип на печка базиран на традиционалната печка за графитизација со електроди Аичесон, оригиналната печка е наполнета со графитен сад како носител на материјалот за негативна електрода (садот е наполнет со карбонизирана суровина за негативна електрода), јадрото на печката е исполнето со материјал за отпор на греење, надворешниот слој е исполнет со изолационен материјал и изолација на ѕидот на печката. По електрификацијата, висока температура од 2800 ~ 3000℃ се генерира главно со загревање на материјалот на отпорникот, а негативниот материјал во садот се загрева индиректно за да се постигне високотемпературно боење на негативниот материјал.
1.2. Печка за графитизација со внатрешна топлина
Моделот на печката е референца на сериската печка за графитизација што се користи за производство на графитни електроди, а неколку електродни садници (натоварени со материјал од негативна електрода) се поврзани сериски лонгитудинално. Електродниот садник е и носач и грејач, а струјата поминува низ садот за електрода за да генерира висока температура и директно да го загрее внатрешниот материјал од негативна електрода. Процесот на GRAPHItизација не користи отпорен материјал, што го поедноставува процесот на полнење и печење и ги намалува загубите на складирање на топлина на отпорниот материјал, заштедувајќи ја потрошувачката на енергија.
1.3 Печка за графитизација од типот на мрежеста кутија
Број 1 примена е во пораст во последниве години, главната е научената серија Acheson графитизирачка печка и конкатенирана технологија, карактеристиките на графитизирачката печка, јадрото на печката користи повеќе парчиња од анодна плоча, мрежест материјал, кутија структура, материјалот во катодата во суровината, низ сите жлебови помеѓу анодна плоча, колона е фиксирана, секој сад, анодна плоча е запечатена со ист материјал. Колоната и анодната плоча од материјалната кутија структура заедно го сочинуваат грејното тело. Електричната енергија тече низ електродата на главата на печката во грејното тело на јадрото на печката, а високата температура што се создава директно го загрева анодниот материјал во кутијата за да се постигне целта на графитизација.
1.4 Споредба на три типа печки за графитизација
Печката за графитизација со внатрешна топлина е наменета за директно загревање на материјалот со загревање на шупливата графитна електрода. „Џуловата топлина“ произведена од струјата низ огноотпорниот сад на електродата најчесто се користи за загревање на материјалот и огноотпорниот сад. Брзината на загревање е голема, распределбата на температурата е униформна, а термичката ефикасност е поголема од традиционалната печка Ачисон со греење на отпорен материјал. Печката за графитизација со решеткаста кутија ги користи предностите на печката за сериска графитизација со внатрешна топлина и користи претходно печена анодна плоча со пониска цена како грејач. Во споредба со печката за сериска графитизација, капацитетот на оптоварување на печката за графитизација со решеткаста кутија е поголем, а потрошувачката на енергија по единица производ е соодветно намалена.
2. Насока на развој на негативна графитизирачка печка
2. 1 Оптимизирајте ја структурата на периметарскиот ѕид
Во моментов, слојот на топлинска изолација на неколку графитизирачки печки е главно исполнет со саѓи и нафтен кокс. Овој дел од изолациониот материјал за време на производството на висока температура оксидација гори, секој пат кога товарењето бара замена или дополнување со посебен изолационен материјал, замена на процесот на лоша средина, висок интензитет на трудот.
Може да се земе предвид употребата на специјален цементен ѕидарски лепак од кирпич со висока цврстина и висока температура, со што се зголемува вкупната цврстина, се обезбедува стабилност на ѕидот при деформација во текот на целиот работен циклус, истовремено се запечатуваат споевите на тулите, се спречува прекумерно влегување на воздух низ пукнатините на ѕидот од тули и празнините во печката, се намалуваат загубите при оксидативно согорување на изолациониот материјал и анодните материјали.
Втората е да се инсталира целокупниот мобилен изолациски слој што виси надвор од ѕидот на печката, на пример со употреба на високоцврсти фиберборди или калциум силикатска плоча, при што фазата за греење игра ефикасна улога на запечатување и изолација, а студената фаза е погодна за отстранување за брзо ладење; Трето, вентилациониот канал е поставен на дното на печката и на ѕидот на печката. Вентилациониот канал е изработен од префабрикувана решеткаста тула со женски отвор на ременот, додека ја поддржува високотемпературната цементна ѕидарија, а се зема предвид и принудното вентилациско ладење во студената фаза.
2. 2 Оптимизирајте ја кривата на напојување со нумеричка симулација
Во моментов, кривата на напојување на печката за графитизација со негативна електрода е направена според искуството, а процесот на графитизација се прилагодува рачно во секое време според температурата и состојбата на печката, и не постои унифициран стандард. Оптимизирањето на кривата на греење очигледно може да го намали индексот на потрошувачка на енергија и да обезбеди безбедно работење на печката. НУМЕРИЧКИОТ МОДЕЛ НА усогласување на иглите ТРЕБА ДА се ВОСПОСТАВИ со научни средства според различни гранични услови и физички параметри, а односот помеѓу струјата, напонот, вкупната моќност и распределбата на температурата на пресекот во процесот на графитизација треба да се анализира, со цел да се формулира соодветна крива на греење и континуирано да се прилагодува во реалното работење. Како на пример во раната фаза на пренос на енергија, се користи пренос со висока моќност, потоа брзо се намалува моќноста, а потоа полека се зголемува, моќноста, а потоа се намалува моќноста до крајот на моќноста.
2. 3 Продолжете го работниот век на садот и грејното тело
Покрај потрошувачката на енергија, животниот век на садот и грејачот, исто така, директно ја одредува цената на негативната графитизација. За графитниот сад и графитното грејно тело, системот за управување со производството при товарење, разумната контрола на брзината на загревање и ладење, автоматската линија за производство на садот, зајакнувањето на запечатувањето за да се спречи оксидација и други мерки за зголемување на времето за рециклирање на садот, ефикасно ги намалуваат трошоците за графитно мастило. Покрај горенаведените мерки, грејната плоча на графитизирачката печка со решеткаста кутија може да се користи и како материјал за греење на претходно печена анода, електрода или фиксен јаглероден материјал со висок отпор за да се заштедат трошоците за графитизација.
2.4 Контрола на издувните гасови и искористување на отпадната топлина
Димните гасови генерирани за време на графитизацијата главно доаѓаат од испарливи материи и производи од согорување на анодни материјали, површинско согорување на јаглерод, истекување на воздух и така натаму. На почетокот на стартувањето на печката, испарливи материи и прашина излегуваат во голем број, околината во работилницата е лоша, повеќето претпријатија немаат ефикасни мерки за третман, што е најголемиот проблем што влијае на здравјето и безбедноста при работа на операторите во производството на негативни електроди. Треба да се вложат повеќе напори за сеопфатно разгледување на ефикасното собирање и управување со димните гасови и прашина во работилницата, а треба да се преземат и разумни мерки за вентилација за да се намали температурата во работилницата и да се подобри работната средина во работилницата за графитизација.
Откако димниот гас ќе може да се собере низ димниот канал во комората за согорување со мешано согорување, ќе се отстрани поголемиот дел од катранот и прашината во димниот гас, се очекува температурата на димниот гас во комората за согорување да биде над 800℃, а отпадната топлина од димниот гас може да се обнови преку котел на пареа на отпадна топлина или разменувач на топлина во обвивка. Технологијата за согорување RTO што се користи во третманот на чад од јаглероден асфалт може да се користи и како референца, а димниот гас од асфалт се загрева на 850 ~ 900℃. Преку согорување со складирање на топлина, асфалтот и испарливите компоненти и другите полициклични ароматични јаглеводороди во димниот гас се оксидираат и конечно се распаѓаат во CO2 и H2O, а ефективната ефикасност на прочистување може да достигне над 99%. Системот има стабилно работење и висока стапка на работа.
2. 5 Вертикална континуирана негативна графитизирачка печка
Горенаведените неколку видови печки за графитизација се главната структура на печката за производство на анодни материјали во Кина, заедничката точка е периодичното повремено производство, ниската термичка ефикасност, товарењето главно се потпира на рачна работа, степенот на автоматизација не е висок. Слична вертикална континуирана негативна печка за графитизација може да се развие со повикување на моделот на печка за калцинација на нафтен кокс и печка за калцинација на боксит. Отпорниот ARC се користи како извор на топлина на висока температура, материјалот континуирано се испушта со сопствена гравитација, а конвенционалната структура за ладење со вода или гасификација се користи за ладење на материјалот со висока температура во излезната област, а системот за пневматско пренесување на прав се користи за испуштање и внесување на материјалот надвор од печката. Типот PURNACE може да оствари континуирано производство, загубата на складирање на топлина на телото на печката може да се игнорира, така што термичката ефикасност е значително подобрена, предностите на излезот и потрошувачката на енергија се очигледни, а целосно автоматизираното работење може да се реализира. Главните проблеми што треба да се решат се флуидноста на правот, униформноста на степенот на графитизација, безбедноста, следењето на температурата и ладењето итн. Се верува дека со успешниот развој на печката за индустриско производство на големи размери, таа ќе започне револуција во областа на графитизацијата со негативни електроди.
3 Јазикот на јазлите
Графитниот хемиски процес е најголемиот проблем што ги мачи производителите на материјали за анодни литиумски батерии. Основната причина е што сè уште постојат некои проблеми во потрошувачката на енергија, цената, заштитата на животната средина, степенот на автоматизација, безбедноста и други аспекти на широко користената периодична печка за графитизација. Идниот тренд на индустријата е кон развој на целосно автоматизирана и организирана структура на печка за континуирано производство со емисии и поддршка на зрели и сигурни помошни процесни капацитети. Во тој период, проблемите со графитизацијата што ги мачат претпријатијата значително ќе се подобрат, а индустријата ќе влезе во период на стабилен развој, поттикнувајќи го брзиот развој на нови индустрии поврзани со енергијата.
Време на објавување: 19 август 2022 година