1、等方焦(各向同性焦)应用在锂离子电池负极材料的性价比优势,江苏启辉炭材高科技有限公司杨观章 万红根2016年6月7日,等方焦在中国的发源,1、通过文献检索,发现国外用Isotropic coke 生产高端的硬质石墨化阴极。2、Isotropic coke 直译为各向同性焦,根据结晶学知识,命名为等方焦更简洁、上口。3、2006年镇江焦化煤气集团公司(控股65%)与香港卓然国际有限公司(持股35%)组建合资公司-江苏启辉炭材高科技有限公司开发等方焦,于2008年开发成功。,等方焦的质量特性,三高一低特性:高各向同性;高密度;高强度;低总孔隙率、小孔径。,各向同性焦的关键质量指标,一、等方焦的高各
2、向同性证据,1、用等方焦采用振动成型方式生产的出口石墨化阴极,其各向异性系数为1.04,属各向同性石墨制品。2、用等方焦生产的石墨化阴极坯子在焙烧和石墨化过程长久稳定100%的合格率。这是因为原料的各向同性,在热处理过程中其热应力场对称的缘故。3、6家等静压石墨制品企业的经验证实。,用普通各向异性焦生产产生大量裂纹废品,2005年河南万基石墨化阴极生产线建成投产,起先用国内大庆低硫焦生产,在石墨化工序产生大量裂纹废品。 石墨化送电曲线延长至33小时仍然有大量裂纹废品产生。 炭素研究所牵头成立裂纹攻关课题组。,等方焦神奇的高过程合格率,用各向同性焦生产的石墨化阴极,在石墨化工序裂纹废品突然大幅降
3、低,甚至出现长时段合格率为100%,裂纹废品消失。 当石墨化送电曲线缩短至11小时,合格率仍然稳定。,高过程合格率的机理研究,1、为什么用普通各向异性焦生产会产生大量裂纹废品?2、为什么用等方焦生产就不产生裂纹废品?3、提出新的裂纹机理理论。,传统裂纹理论的局限性,1、研究发现:用传统的硫份逸出晶胀理论不能圆满解释裂纹产生和扩张现象。2、 文献检索国外生产石墨化阴极用各向同性焦(isotropic coke)生产石墨化阴极。3、2006年某国外公司提供各向同性焦委托万基加工生产高档石墨化阴极,其产品只能由该公司垄断出口。,新的裂纹理论学说,新的裂纹理论学说解释:用各向同性焦生产的石墨化阴极毛坯
4、,在石墨化过程为什么不产生裂纹,是因为其热应力场是对称的,在石墨化的先膨胀后收缩过程中,其热应力在各个方向是平衡抵消的,因而不会产生裂纹源。相反情况解释是:若石墨毛坯的热应力场是不对称的,那么在局部区域的某个方向便存在热应力集中,当其热应力超过其结构强度时便产生微裂纹源,随着时间和应力的积累,裂纹会“势如破竹”般地扩张。,二、等方焦的高密度特性,1、 普通低硫煅后焦的VBD(振动堆积比重)为0.80g/cc,粒度为1828目。而等方焦VBD(振动堆积比重)为0.93g/cc,粒度同样为1828目。2、生产的制品密度比较:同等工艺条件下,用普通低煅后焦生产的石墨化阴极,其成品体密为1.6g/cc
5、以下。而用等方焦生产的石墨化阴极其体密高达1.72g/cc。,2012出口挪威HYDRO的化验报告,三、等方焦的高强度特性,1、粒子稳定性对比普通低硫煅后焦75%,而等方焦为92%。此指标是用瑞士RD公司仪器检测。2、生产成石墨化阴极成品后的抗压强度比较用普通低硫煅后焦 1618MPa,而用等方焦为2830MPa。,四、等方焦的低孔隙率、小孔径特性,用美国压汞仪对比检测普通低硫煅后焦与等方焦的孔径分布规律,最小检测孔径为1nm。 等方焦以nm孔径为主,而普通低硫煅后以m孔径为主,两者相差三个数量级。 等方焦的孔径特性证明它是生产锂离子负极材料的理想原料,即最适合锂离子的通道特性需求。,普通低硫煅后焦的孔径分布曲线,孔径 nm,等方焦的孔径分布曲线,孔径 nm,8种系列等方焦可供选择,1、ZC系列等方焦根据原料来源分为煤系和油系;再根据成焦机理的不同分为原生焦和二次成焦;根据煅烧温度的不同又分为普煅(1280)和电煅(2000 ),共计8个品种。2、应锂电负极材料生产企业的要求可以供应对应生焦。3、还可以用户特殊用途意愿量身定制!,谢谢!占用大家宝贵时间。,联系方式:13775358929、15050857198电子邮箱:,