人造石墨负极材料生产流程

石墨是元素碳结晶的矿物之一，具有质轻、耐高温、导热、导电、润滑、可塑性和化学稳定性好等优良性能，广泛应用于航空航天、新能源、医学、信息技术、 顶级装备制造、节能环保、核工业、新材料等新兴产业，将成为支撑未来高新技术发展的重要战略性资源。

石墨包括天然石墨材料和人造石墨材料，其中，天然石墨主要存在于伴生石墨矿藏中，在地球矿藏资源中储量巨大，而在我国天然石墨矿藏储量和产量虽然均居 于世界首位，但天然石墨属于不可再生矿产资源，而且天然石墨主要存在于伴生石墨矿藏中，需要经过开采及矿选并经过提纯和整形分级等等工艺制成，其受天 然矿床的影响较大，受成本的控制及产品品质的影响较大。因而低成本、高性能的人造石墨则是锂电池石墨负极材料的新的来源途径。

人造石墨广义上来说，一切通过有机碳化再经过石墨化高温处理得到的石墨材料均可称为人造石墨，如炭纤维、热解炭、泡沫石墨等。

狭义上通常是指以杂质含量脚底的炭质原料为骨科、混捏、成型、碳化和石墨化等工序 制得的块状固体材料，如石墨电极、等静压石墨等。

人造石墨基本的工序流程是一致的，但具体到每家企业的制备工艺，又都会有些许的差异。主要步骤就包括生焦、 破碎、粉碎、整形、气流磨粉、造粒、过筛、除磁、碳化、石墨化、过筛、除磁、检验计重、包装入库，所有的操作是精 细且复杂的。

（1）前期处理（破碎、粉碎、整形、气流磨粉）

制造人造石墨的方法众多，常见的是：将主要原材料（粉状的煅烧石油焦）中加入沥青作为粘合剂，再加入其余辅料，按照需要进行配比。

配比之后的产品需要进行破碎再粉碎，之后出来的产品需要进行除尘，收尘率约为80%，尾气由滤芯过滤器过滤后排放，除尘效率大于99%。滤芯 材质为孔隙小于0.2微米的滤布，可将0.2微米以上的粉尘全部拦截，风机控制整个系统呈负压状态。

（破碎）

（粉碎）

（整形）

（气流磨粉）

（2）中期处理（造粒、反应釜、过筛、除磁）

接下来的工艺分别是造粒、整形、反应釜、过筛、除磁。其中造粒会有热解工序与球磨筛选工序。

在热解工序中将中间物料1投入反应釜中，用N2将反应釜内空气置换干净，反应釜密闭，在2.5Kg的 压力条件下，按照温度曲线进行电加热，于200~300℃搅拌1-3h，而后继续加热至400-500℃，搅 拌得到粒径在10-20mm的物料，降温出料，即中间物料2。反应釜中挥发气由风机抽出，经冷凝罐冷 凝，液态以焦油状凝结，气态废气由风机引出，经活性炭过滤后排空。

球磨筛分工序：真空进料，将中间物料2输送至球磨机进行机械球磨，10~20mm物料磨制成6~10微米粒 径的物料。球磨制得的粉料经管道输送至筛分机进行筛分，筛下物用自动打包计量装置进行计量包装， 得到中间物料3。筛上物由管道真空输送返回球磨机再次球磨。球磨和筛分全部密闭进行，物料采用真 空输送，气料通过空气喷吹震打分离，气料分离后的含尘废气通过滤芯过滤器过滤后车间排放。

（造粒）

（反应釜）

（过筛）

（除磁）

（3）后期处理（碳化 石墨化）

碳化、石墨化是不可或缺的一部分，我们需要使用CX-CF系列碳化炉对材料进行中低温碳化，碳化炉的温 可达1600摄氏度，可以满足碳化的需求，高精度智能温控仪与全自动PLC监控系统，会让碳化过程所产生的数 据精准把控。

CX-GF系列的石墨化炉，有多重选择，包括卧式高温、下出料、立式、实验型石墨化炉，将石墨放在石墨热区（含碳环境）烧结熔炼，这期间的温度可达 3200℃，这一温度可长达两小时，用于各种碳材料石墨化处理。

温度控制：PID智能程序控制和手动控制； 控温精度：±1℃，相较同类型的产品，CX-GF系列温度更为稳定、可控。

（4）球磨筛分（过筛、除磁、检验计重、包装入库）

石墨化后的物料通过真空输送到球磨机，进行物理混合、球磨，使用270目的分子筛进行筛分，筛下物进行检验、计量、包装入库。筛上物进一步球磨达到粒径要求后在进行筛分。

制作好的人造石墨将会应用于冶金工业、机械工业、化学工业中，它的导热性、耐腐蚀性会高于天然石墨与高分子树脂复合材料。