負極材料主要分為碳材料和非碳材料兩大類。 碳是指碳基體系,主要包括中間相碳微球、人工石墨、天然石墨和硬碳。 目前碳材料中石墨負極材料的市場應用程度最高,其中人造石墨和天然石墨都有大規模的工業應用。 非碳材料主要包括矽基材料、錫基材料、鈦酸鋰等,其中矽基負極材料是目前各大負極材料廠商研究的重點,是最有可能出現的新型正極材料之一未來將會大規模應用。
人造石墨負極製備工藝
人造石墨的製造過程可分為四大步驟和十多個小工序。 造粒和石墨化是關鍵。 人造石墨負極材料的生產過程可分為四步:1)預處理2)造粒3)石墨化4)球磨篩分。 四大步驟中,破碎篩分相對簡單。 反映陽極產業技術門檻和企業生產水準的兩個主要環節是造粒和石墨化。 石墨化基地的建造需要大量的固定資產投資,而石墨化電阻材料廢料的處理則需要鋼廠、鋁廠穩定的客戶資源,專業性很強。 石墨化和原料破碎製程是碳素產業傳統且成熟的製程。 有很多廠商可以選擇外包加工。 然而,外包石墨化加工和內部石墨化的成本差異較大,因此大多數公司都是內部石墨化。 建造石墨化基地,降低成本。
具體到生產過程上,首先將焦炭與導電顆粒、碳奈米管、炭黑、乙炔黑中的一種或多種進行預混合,然後將混合材料燒結並用碳包覆,製備好的顆粒進行石墨化; 對石墨化材料進行第二次塗覆樹脂材料; 利用溶劑進行表面處理,以離心、沉澱等方法將固相顆粒與溶劑分離,再碳化,得到5-20um的顆粒,得到高倍率碳負極材料。 利用此方法對顆粒進行兩次包衣造粒,透過混合造粒填充到材料內殼,使材料內部結構穩定,碳負極材料具有高倍率性能、高壓實度、和高比容量。 。
在人造石墨的四大製程中,破碎和篩選相對簡單。 反映陽極產業技術門檻和企業生產水準的兩個主要環節是造粒和石墨化。 高階人造石墨需要更多的工藝,如二次造粒、碳化包覆、二次包覆、摻雜改質等。