Med den snabba utvecklingen av nya energifordon över hela världen har marknadens efterfrågan på anodmaterial för litiumbatterier ökat avsevärt. Enligt statistik planerar branschens åtta bästa anodföretag för litiumbatterier år 2021 att utöka sin produktionskapacitet till nästan en miljon ton. Grafitisering har störst inverkan på index och kostnad för anodmaterial. Grafitiseringsutrustningen i Kina har många typer, hög energiförbrukning, kraftig förorening och låg grad av automatisering, vilket begränsar utvecklingen av grafitanodmaterial till viss del. Det är huvudproblemet som ska lösas omgående i produktionsprocessen av anodmaterial.
1. Nuvarande situation och jämförelse av negativ grafiteringsugn
1.1 Atchison negativ grafiteringsugn
I den modifierade ugnstypen baserad på den traditionella elektrod Aitcheson ugnen grafitiseringsugnen, är den ursprungliga ugnen laddad med grafitdegel som bärare av negativt elektrodmaterial (degeln laddas med karboniserat negativ elektrodråmaterial), ugnskärnan fylls med uppvärmning motståndsmaterial, det yttre lagret är fyllt med isoleringsmaterial och ugnsväggsisolering. Efter elektrifiering genereras en hög temperatur på 2800 ~ 3000 ℃ huvudsakligen genom uppvärmning av motståndsmaterialet, och det negativa materialet i degeln värms indirekt för att uppnå högtemperaturstensfärgning av det negativa materialet
1.2. Intern värmeserie grafitiseringsugn
Ugnsmodellen är en referens till den seriella grafiteringsugnen som används för tillverkning av grafitelektroder, och flera elektroddeglar (laddade med negativt elektrodmaterial) är anslutna i serie längsgående. Elektroddegeln är både en bärare och en värmekropp, och strömmen passerar genom elektroddegeln för att generera hög temperatur och direkt värma det inre negativa elektrodmaterialet. GRAPHITiseringsprocessen använder inte motståndsmaterial, vilket förenklar processoperationen av lastning och bakning, och minskar värmelagringsförlusten av motståndsmaterial, vilket sparar energiförbrukning
1.3 Grafiteringsugn av rutnätstyp
No.1 ansökan har ökat under de senaste åren, är det viktigaste lärt Series acheson grafitisering ugn och sammanlänkade teknik egenskaper grafitisering ugn, ugn kärna av att använda flera bitar av anod platta rutnät material box struktur, material i katoden i råmaterialet, genom alla slitsade anslutningar mellan anodplattan är fast, varje behållare, användningen av anodplattan tätning med samma material. Kolonnen och anodplattan i materialboxstrukturen utgör tillsammans värmekroppen. Elektriciteten strömmar genom ugnshuvudets elektrod in i värmekroppen i ugnskärnan, och den höga temperaturen som genereras värmer direkt anodmaterialet i lådan för att uppnå syftet med grafitisering
1.4 Jämförelse av tre typer av grafiteringsugnar
Den interna värmeseriens grafitiseringsugn är för att direkt värma materialet genom att värma upp den ihåliga grafitelektroden. "Joule-värmen" som produceras av strömmen genom elektroddegeln används mest för att värma materialet och degeln. Uppvärmningshastigheten är snabb, temperaturfördelningen är enhetlig och den termiska effektiviteten är högre än den traditionella Atchison-ugnen med motståndsmaterialuppvärmning. Grafitiseringsugnen med gallerlåda drar nytta av fördelarna med en intern värmeseriegrafitiseringsugn och använder den förgräddade anodplattan med lägre kostnad som värmekropp. Jämfört med den seriella grafitiseringsugnen är belastningskapaciteten hos grid-box grafitiseringsugnen större, och energiförbrukningen per enhetsprodukt minskas i enlighet därmed
2. Utvecklingsriktning för negativ grafiteringsugn
2. 1 Optimera omkretsväggens struktur
För närvarande är värmeisoleringsskiktet i flera grafitiseringsugnar huvudsakligen fyllt med kimrök och petroleumkoks. Denna del av isoleringsmaterialet under produktionen av hög temperatur oxidation bränna, varje gång belastningen av behovet av att ersätta eller komplettera ett speciellt isoleringsmaterial, ersättning av processen med dålig miljö, hög arbetsintensitet.
Kan överväga ett är att använda speciell höghållfast och hög temperatur cement murverk väggsticka adobe, förbättra den totala styrkan, säkerställa väggen i hela driftcykeln stabilitet i deformation, tegel söm tätning samtidigt, förhindra överdriven luft genom tegelväggen sprickor och foggap i ugnen, minskar oxidationsförlusten av isoleringsmaterial och anodmaterial;
Den andra är att installera det övergripande mobila isoleringsskiktet som hänger utanför ugnsväggen, såsom användningen av höghållfast fiberskiva eller kalciumsilikatskiva, uppvärmningssteget spelar en effektiv tätnings- och isoleringsroll, det kalla steget är bekvämt att ta bort för snabb kylning; För det tredje sätts ventilationskanalen i botten av ugnen och ugnsväggen. Ventilationskanalen antar den prefabricerade tegelkonstruktionen med bältets honmynning, samtidigt som den stöder högtemperaturcementmurverket och beaktar den påtvingade ventilationskylningen i den kalla fasen.
2. 2 Optimera strömförsörjningskurvan genom numerisk simulering
För närvarande är strömförsörjningskurvan för den negativa elektrodgrafitiseringsugnen gjord enligt erfarenheten, och grafitiseringsprocessen justeras manuellt när som helst enligt temperaturen och ugnens tillstånd, och det finns ingen enhetlig standard. Att optimera värmekurvan kan uppenbarligen minska energiförbrukningsindexet och säkerställa en säker drift av ugnen. Den NUMERISKA MODELLEN FÖR nåluppriktning SKA ETABLERAS med vetenskapliga medel enligt olika randvillkor och fysiska parametrar, och förhållandet mellan ström, spänning, total effekt och temperaturfördelningen av tvärsnittet i grafHitiseringsprocessen bör analyseras, så att att formulera lämplig värmekurva och kontinuerligt justera den i själva driften. Såsom i det tidiga skedet av kraftöverföring är användningen av hög effektöverföring, minska sedan snabbt kraften och sedan långsamt stiga, kraft och sedan minska kraften till slutet av kraften
2. 3 Förläng livslängden på degel och värmekropp
Förutom strömförbrukningen bestämmer livslängden för degel och värmare också direkt kostnaden för negativ grafitisering. För grafitdegel och grafituppvärmningskropp, produktionsledningssystemet för laddning, rimlig kontroll av uppvärmnings- och kylhastighet, automatisk degelproduktionslinje, förstärkt tätning för att förhindra oxidation och andra åtgärder för att öka degelns återvinningstider, effektivt minska kostnaderna för grafit färgning. Utöver de ovanstående åtgärderna kan värmeplattan i gallerlådans grafitiseringsugn också användas som uppvärmningsmaterial av förgräddad anod, elektrod eller fixerat kolhaltigt material med hög resistivitet för att spara grafiteringskostnaden.
2.4 Rökgaskontroll och spillvärmeutnyttjande
Rökgasen som genereras vid grafitisering kommer huvudsakligen från flyktiga ämnen och förbränningsprodukter av anodmaterial, kolförbränning på ytan, luftläckage och så vidare. I början av ugnsstart, flyr flyktiga ämnen och damm ut ett stort antal, verkstadsmiljön är dålig, de flesta företag har inte effektiva behandlingsåtgärder, detta är det största problemet som påverkar arbetshälsan och säkerheten för operatörer i negativ elektrodproduktion. Fler ansträngningar bör göras för att heltäckande överväga effektiv uppsamling och hantering av rökgas och damm i verkstaden, och rimliga ventilationsåtgärder bör vidtas för att minska verkstadstemperaturen och förbättra arbetsmiljön i grafiteringsverkstaden.
Efter att rökgasen kan samlas upp genom rökkanalen in i förbränningskammarens blandade förbränning, avlägsna det mesta av tjäran och damm i rökgasen, det förväntas att temperaturen på rökgasen i förbränningskammaren är över 800 ℃, och spillvärme från rökgasen kan återvinnas genom spillvärmeångpannan eller skalvärmeväxlaren. RTO-förbränningstekniken som används vid behandling av kolasfaltrök kan också användas som referens, och asfaltrökgasen värms upp till 850 ~ 900 ℃. Genom värmelagringsförbränning oxideras asfalten och de flyktiga komponenterna och andra polycykliska aromatiska kolväten i rökgasen och sönderdelas slutligen till CO2 och H2O, och den effektiva reningseffektiviteten kan nå över 99 %. Systemet har stabil drift och hög drifthastighet.
2. 5 Vertikal kontinuerlig negativ grafiteringsugn
Ovannämnda flera typer av grafitiseringsugnar är den huvudsakliga ugnsstrukturen för anodmaterialproduktion i Kina, den gemensamma punkten är periodisk intermittent produktion, låg termisk effektivitet, laddning är främst beroende av manuell drift, graden av automatisering är inte hög. En liknande vertikal kontinuerlig negativ grafitiseringsugn kan utvecklas genom att hänvisa till modellen för petroleumkoksbränningsugn och bauxitförbränningsschaktugn. Motståndet ARC används som högtemperaturvärmekälla, materialet släpps kontinuerligt ut av sin egen gravitation och den konventionella vattenkylnings- eller förgasningskylningsstrukturen används för att kyla högtemperaturmaterialet i utloppsområdet och det pneumatiska transportsystemet för pulver används för att tömma och mata materialet utanför ugnen. UGN-typen kan realisera kontinuerlig produktion, värmelagringsförlusten av ugnskroppen kan ignoreras, så den termiska effektiviteten förbättras avsevärt, fördelarna med produktion och energiförbrukning är uppenbara och den helautomatiska driften kan realiseras fullt ut. De huvudsakliga problemen som ska lösas är pulvrets flytbarhet, likformigheten i grafitiseringsgraden, säkerhet, temperaturövervakning och kylning, etc. Man tror att med den framgångsrika utvecklingen av ugnen för att skala industriell produktion kommer den att starta en revolution inom fältet för grafitisering av negativ elektrod.
3 knutspråket
Grafitkemisk process är det största problemet som plågar tillverkare av anodmaterial för litiumbatterier. Det grundläggande skälet är att det fortfarande finns vissa problem med strömförbrukning, kostnad, miljöskydd, automationsgrad, säkerhet och andra aspekter av den ofta använda periodiska grafiteringsugnen. Den framtida trenden för industrin går mot utvecklingen av helautomatiserade och organiserade emissionskontinuerliga produktionsugnsstrukturer och att stödja mogna och pålitliga hjälpprocessanläggningar. Vid den tiden kommer grafitiseringsproblemen som plågar företag att förbättras avsevärt, och industrin kommer att gå in i en period av stabil utveckling, vilket ökar den snabba utvecklingen av nya energirelaterade industrier
Posttid: 19 augusti 2022