锂电池人造石墨负极材料的制备过程主要包括以下几个步骤:
原料准备
主要原料包括针状焦、石油焦、煤系焦、沥青焦、炭微球等。其中,高比容量的负极通常采用针状焦作为原材料,而普通比容量的负极则采用价格相对便宜的石油焦。
预处理
将石墨原料与沥青按不同比例混合,然后进行气流磨粉,将原料磨至所需粒径。
造粒
将磨好的物料进行热解和球磨筛选,得到粒径符合要求的物料。
石墨化
将造粒后的物料进行石墨化处理,通常采用外协加工的形式。石墨化过程是在高温下(一般为2300~3000℃)进行的,使无定形乱层结构的炭转化成有序的石墨晶质结构。
包覆与改性
为了提高人造石墨负极材料的性能,有时需要进行表面包覆或改性处理。例如,利用石墨烯改性沥青粉体包覆人造石墨,或者通过物理或化学方法在天然石墨表面进行改性处理。
筛分与包装
石墨化后的物料经过筛分,得到符合要求的石墨产品,然后进行检验、计量和包装。
后处理
某些情况下,可能还需要进行其他后处理步骤,如除磁筛分等,以确保最终产品的质量和性能。
通过上述步骤,可以制备出具有优异电化学性能的人造石墨负极材料,适用于锂电池的应用。这种材料在锂离子电池中具有良好的循环稳定性、高比容量和快速充放电能力。
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