负极石墨生产工艺流程主要包括以下关键步骤,综合了多种工艺方法和技术要点:
一、原料准备
原料选择 选用高纯度的天然石墨、人造石墨或混合石墨作为基础原料,确保导电性和机械强度。
粉末制备
通过机械粉碎、研磨或湿浸法将原料制成均匀的石墨粉末,粒径需控制在一定范围内以保证性能。
二、浆料制备与处理
配制浆料
将石墨粉末与水、粘结剂(如PVDF)按比例混合,充分搅拌均匀。
脱泡与过滤
通过真空脱泡和机械过滤去除浆料中的气泡和杂质,确保纯度。
干燥处理
采用自然干燥或低温烘干去除残留水分,防止材料变形或性能下降。
三、热处理与性能提升
热压成型
将干燥后的浆料通过高温高压设备制成坚实的石墨坯体,提升机械强度。
高温热处理
在500-1000℃下进行热等静压成型(HPCT)或高温烘烤,改善导电性和耐腐蚀性。
硫化处理
将热处理后的坯体浸渍于含硫液体中,形成硫化石墨,进一步提高导电性和循环稳定性。
四、电极制造与组装
压片成型
将石墨材料压制成所需尺寸的负极片,厚度控制在1-5μm。
表面处理
对电极表面进行打磨、防氧化处理,提升电化学性能和使用寿命。
电池组装
将负极片安装到电池容器中,使用胶粘剂固定,并密封防止漏液。
五、质量检测与优化
性能测试
通过电化学测试(如容量、内阻测试)评估负极的导电性、循环稳定性等指标。
工艺优化
根据测试结果调整原料配比、热处理参数等,优化产品性能。
六、其他关键工艺(视具体工艺路线)
天然石墨涂覆法: 将石墨粉末悬浮液涂覆在铜箔上,经干燥和高温烧结形成薄膜。 湿浸法
总结
负极石墨生产工艺需严格控制各环节参数,从原料到成品需经过多道工序协同作用。随着技术发展,新型添加剂(如表面活性剂)和工艺(如碳化处理)的引入,进一步提升了石墨负极的能量密度和循环寿命。