生產石(shi)墨(mo)負(fu)(fu)極材(cai)料主(zhu)要(yao)使(shi)用石(shi)墨(mo)化爐,將石(shi)墨(mo)負(fu)(fu)極材(cai)料裝(zhuang)入石(shi)墨(mo)坩(gan)堝內進行(xing)石(shi)墨(mo)化處理(li),將碳原子由熱力學上不(bu)穩定的“二維無(wu)序重疊”排列轉(zhuan)變(bian)為“三維有序重疊”排列。現國內生(sheng)產石墨負極材料的(de)廠家普遍采用(yong)圓形(xing)再生(sheng)石墨坩堝(即使用石墨化石油焦與瀝青等(deng)材料(liao)混捏壓型,經過焙燒碳化后(hou)即投(tou)入使用)。由(you)于圓(yuan)形(xing)再生石墨坩堝生產(chan)成本較(jiao)低,在生產(chan)石墨負(fu)極材料過程中,圓(yuan)形(xing)再生石墨坩堝無(wu)可(ke)替代(dai),所以每年將有(you)100 多萬支圓形(xing)再生石墨坩堝(guo)流(liu)入負極材料(liao)市場,而圓形(xing)再生石墨坩堝(guo)的消耗占負極材料(liao)生產成本(ben)20%以上(即(ji)每噸石墨負極材料將消耗2 .5個圓形(xing)再生(sheng)石(shi)墨(mo)(mo)坩堝。由于圓形(xing)再生(sheng)石(shi)墨(mo)(mo)坩堝中(zhong)的(de)煤瀝(li)青(qing)沒有經過(guo)石(shi)墨(mo)(mo)化(hua)處理,所以(yi)在生(sheng)產(chan)石(shi)墨(mo)(mo)負(fu)極材料過(guo)程(cheng)中(zhong)圓形(xing)再生(sheng)石(shi)墨(mo)(mo)坩堝如(ru)容易(yi)產(chan)生(sheng)變形(xing)、開(kai)裂及大量雜質、有害(hai)氣體(ti)釋放,使用(yong)壽(shou)命4- 5爐(lu),同時將(jiang)揮發物、雜質帶入(ru)到石墨負極(ji)材(cai)料(liao)中,將(jiang)對石墨負極(ji)材(cai)料(liao)品質造成影響。
根據(ju)使用(yong)溫度(du)、熱(re)導(dao)(dao)率(lv)、抗(kang)急冷急熱(re)熱(re)震效果好等幾個方面的(de)共(gong)同因(yin)素,現研發一種采用(yong)碳(tan)化(hua)硅和剛玉結合的(de)耐(nai)火澆注(zhu)料(liao)來預制成負極材(cai)料(liao)坩堝,原理主要依據(ju)碳(tan)化(hua)硅導(dao)(dao)熱(re)率(lv)高,熱膨脹(zhang)系數小,難于(yu)被浸潤,且其在高溫下的氧化(hua)屬于(yu)保護型(xing)氧化(hua),抗氧化能(neng)力(li)明顯優于(yu)碳素(su)材料(liao)。因(yin)此將(jiang)剛玉與碳化(hua)硅復合制備出一(yi)種很有(you)發展前途的耐(nai)火(huo)澆注(zhu)料(liao)料(liao), 在負極(ji)材料石(shi)墨化爐坩(gan)堝(guo)制造的(de)應用中具(ju)有廣(guang)泛(fan)的(de)用途。 但是,剛玉屬離子鍵(jian)型化(hua)合物(wu), 碳化(hua)硅屬共價鍵型(xing)化(hua)合物,因此要(yao)得到直接結合燒(shao)結良好且(qie)強度較高的Al2O3-SiC 復合材料是很困難(nan)的。 通過(guo)試驗用澆注(zhu)料(liao)的骨料(liao)采用≤1mm、 1 ~3mm、 3~5mm 三級粒度(du)。 骨(gu)料和(he)粉料的質量比為(wei) 63~70∶37~30。 試驗所使用的原料是以棕(zong)剛玉為骨(gu)料,碳化硅、水(shui)泥、 uf-SiO2、 α-Al2O3 為基質,將配(pei)好(hao)的(de)料(liao)在攪(jiao)拌機中干混(hun) 2min, 再加水(shui)混(hun)煉 3min, 在振動臺上(shang)振動成(cheng)型為坩(gan)堝的的試樣, 帶模養護(hu) 24h 后脫模,于110℃烘干24h。 取(qu)部(bu)分烘干后的試樣分別檢測 1 600℃保溫 3h 處理后的耐壓(ya)強度和1500℃保溫 0.5h 的高溫抗(kang)折強度。均達到理(li)想數值,并在某(mou)生產鋰電(dian)池負極材料的公(gong)司(si)成(cheng)功(gong)試(shi)用,達到既定爐(lu)次數。