Стремительное развитие новой энергетической отрасли обусловливает резкий рост спроса на высокопроизводительные анодные материалы. Поскольку твердый углерод является ключевым материалом, его объемы производства и требования к качеству соответственно растут. Эффективное и точное технологическое оборудование играет ключевую роль в удовлетворении этих потребностей. В данной статье рассматривается производство твердого углерода и его важнейшая роль. струйное фрезерование технологии.
Твердый углерод Пиролитический углерод (пиролитический углерод) относится к типу пиролитического углерода. Его получают пиролизом полимеров, нефтехимических продуктов, биомассы и т. д., и он классифицируется как неграфитизируемый углерод. Это связано с тем, что его прекурсор содержит множество гетероатомов, таких как H, O и N, которые препятствуют образованию кристаллических доменов при термической обработке. Он затрудняет графитизацию даже при высоких температурах, превышающих 2500 °C.
В зависимости от температуры пиролиза твёрдые углеродные материалы можно разделить на два типа: высокотемпературный пиролитический углерод (от 1000 до 1400 °C) и низкотемпературный пиролитический углерод (от 500 до 1000 °C). В зависимости от источника углерода их можно разделить на углерод из смол (например, фенольные смолы, эпоксидные смолы, полифурфуриловые спирты и т.д.), органический полимерный углерод (например, поливиниловый спирт, ПВХ, ПВДФ, ПАН и т.д.), технический углерод (например, ацетиленовая сажа, полученная методом химического осаждения из газовой фазы), углерод из биомассы (например, растительные остатки и скорлупа и т.д.) и другие.
The струйная мельница Измельчители Epic Powder разработаны для высокой эффективности и минимального загрязнения. С помощью наших измельчителей вы можете измельчать твёрдый углерод до порошка размером от 1 до 50 микрон. Это делает их идеально подходящими для электронной промышленности, особенно для производства токопроводящих паст и современных углеродных добавок.
Твёрдый углерод способствует интеркаляции лития, не вызывая значительного структурного расширения, и демонстрирует хорошие показатели циклов заряда-разряда. Твёрдый углерод, используемый в качестве анодного материала в литий-ионных аккумуляторах, в основном производится из прекурсоров. К прекурсорам относятся материалы на основе пека, биомассы, смол и т. д.
В качестве прекурсоров для производства твердого углерода используются асфальт, биомасса, сахар, фенольная смола, органические полимеры и т. д. Твердые углеродные материалы, полученные из разных веществ, демонстрируют схожие кривые заряда-разряда.
① Производство твердого углерода из пека
Прекурсоры на основе пека отлично подходят для получения твердого углерода благодаря высокому содержанию углерода в остатках, широкому спектру источников сырья и низкой стоимости. Однако производство твердого углерода из пека требует предварительной обработки, поскольку пек имеет тенденцию графитизироваться и легко образует графитоподобные структуры во время карбонизации. Предварительная обработка пека обычно включает использование сшивающих агентов для сшивания пека, изменения его микроструктуры, предотвращения роста кристаллов графита во время пиролиза и проведения твердофазной карбонизации для получения твердых углеродных материалов. Другим методом производства пека является предварительное окисление. При этом используются окислители для предварительного окисления пека, в результате чего получается предварительно окисленный пек с определенным содержанием кислорода. Из-за наличия гетероатомов кислорода пеку трудно сформировать упорядоченную структуру во время пиролиза и карбонизации. Это приводит к получению твердых углеродных материалов с относительно неупорядоченной микроструктурой.
② Производство твердого углерода из биомассы
Биомасса имеет разнообразные источники, является экологически чистой, экологичной, содержит большое количество гетероатомов и уникальную микроструктуру, что делает её подходящей в качестве прекурсора для производства твёрдого углерода. Некоторые исследователи использовали кожуру грейпфрута в качестве источника углерода для получения твёрдых углеродных материалов. Результаты их исследований показывают, что превосходные характеристики интеркаляции лития в полученных образцах тесно связаны с уникальной структурой пор материала. Эта структура обеспечивает полный контакт материала с электролитом и обеспечивает каналы для транспорта Li+ внутри материала, а также большее количество мест интеркаляции лития.
③ Производство твердого углерода из органических полимеров
По сравнению с биомассой молекулярная структура органических полимеров относительно проста и поддаётся контролю. Соответствующие молекулярные структуры могут быть сконструированы по мере необходимости, что делает их превосходными прекурсорами для производства твёрдого углерода. Некоторые исследователи использовали фенольную смолу в качестве прекурсора углерода, получая твёрдые углеродные материалы на основе смолы путём пиролиза и карбонизации, и применяли их в качестве анодных материалов для литий-ионных аккумуляторов и электродных материалов для суперконденсаторов. Ёмкость литий-ионных аккумуляторов может достигать 526 мАч·г⁻¹, а начальная кулоновская эффективность — до 801Тп3Тл.
Вышеизложенное представляет собой введение в характеристики твёрдого углерода и методы его производства. Твёрдый углерод обладает богатой микропористой структурой и слоистой структурой с большим межслоевым расстоянием, чем у графита. Он обеспечивает быструю деинтеркаляцию ионов лития и демонстрирует превосходные скоростные характеристики. Некоторые твёрдые углеродные материалы обладают более высокой эффективностью хранения лития, чем традиционные графитовые анодные материалы. Следовательно, твёрдый углерод также считается перспективным анодным материалом. Предполагается, что благодаря технологическому прогрессу и глубоким исследованиям применение твёрдых углеродных материалов в анодах литиевых аккумуляторов также приобретёт уникальный статус.
Компания Epic Powder специализируется на индивидуальных решениях для производства углеродных порошков. Наши интегрированные системы позволяют преобразовывать исходный углеродный материал в готовые порошки с заданным размером частиц (D97 3–45 мкм). Это позволяет использовать их в широком спектре отраслей, включая аэрокосмическую промышленность (композиты), металлургию (карбюризаторы) и бытовую электронику.
Эпический порошок
В связи с ростом спроса на анодные материалы, объёмы производства и качество твёрдого углерода также значительно возросли. Струйное фрезерование Эпическая Порошковая Машина Мы способны производить сверхтонкий твёрдый углерод высокой чистоты для удовлетворения ваших производственных потребностей. Свяжитесь с нами для индивидуального решения.
