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      天然球形石墨加工設(shè)備現(xiàn)狀：

     近年來跟著鋰離子電池在新能源轎車以及便攜式電子器件中的運用越來越廣泛，人們對高功能的電池電極產(chǎn)生了極大的愛好，因此對電極資料進(jìn)行了廣泛的研討。天然石墨因其成本低、資源廣泛并具有適宜的充放電特性等特點在負(fù)極資料商場中占據(jù)重要的地位。但由于天然石墨電極存在可逆充放電容量較小及循環(huán)安穩(wěn)性較差等問題，約束了天然石墨在鋰電領(lǐng)域的進(jìn)一步運用。
    經(jīng)很多研討，將天然石墨處理成球狀或者類球狀(球形化)后能夠顯著地提高天然石墨資料的電化學(xué)功能。球形化的天然石墨資料具有較小的比外表積，更高的振實密度，然后具有更高的初次庫倫功率，更高的可逆充放電容量及更優(yōu)異的循環(huán)安穩(wěn)性，現(xiàn)在廣泛地運用于鋰離子電池的負(fù)極資料。
    球形化設(shè)備是天然石墨球形化過程中的要害，天然石墨球形化主要產(chǎn)生在球形化設(shè)備內(nèi)部。研討人員發(fā)現(xiàn)不同球形化設(shè)備的選用也會極大影響天然石墨球形化功率以及球形石墨制品質(zhì)量。
      現(xiàn)在有氣流沖擊法和研磨法兩種利用機(jī)械力法進(jìn)行天然石墨球形化的方式。其間氣流沖擊法的典型代表是高速氣流沖擊式造粒機(jī)以及氣流渦旋微粉機(jī)，研磨法的典型代表是拌和磨機(jī)，現(xiàn)就這幾種球形化設(shè)備的運用現(xiàn)狀打開詳細(xì)分析。
1.拌和磨機(jī)
    拌和磨機(jī)運用于天然石墨球形化處理時，大多選用天然微晶石墨為質(zhì)料，研磨介質(zhì)在拌和裝置的效果下做無規(guī)則運動，然后產(chǎn)生沖擊力。天然石墨顆粒在沖擊力效果下，外表棱角被逐步研磨成圓弧狀，得到球形度較高的球形石墨制品。
    利用拌和磨機(jī)對天然石墨的球形化處理主要是濕法研磨，對產(chǎn)品進(jìn)行枯燥即可得到球形石墨制品。但由于研磨介質(zhì)的無規(guī)則運動，石墨顆粒在磨機(jī)中的受力過于雜亂，石墨顆粒的破碎和球形化比重欠好掌控，所以利用拌和磨機(jī)出產(chǎn)出的球形石墨粒度散布較廣，產(chǎn)率也不是很高，且研磨時間過長，易破壞石墨自身的片層結(jié)構(gòu)，球化產(chǎn)品不適合運用于電池負(fù)極資猜中，因此現(xiàn)在該類設(shè)備只能運用于實驗室探究制備球形石墨，無法很好地運用于大規(guī)模的工業(yè)化出產(chǎn)。
2.高速氣流沖擊式造粒機(jī)
    1987年東京理工大學(xué)的小石教授提出了經(jīng)過高速氣流的機(jī)械沖擊力使微粒子之間產(chǎn)生塑性變形、粘結(jié)附著的氣流沖擊法，并與日本奈良機(jī)械制作所共同開發(fā)了HYB體系，該體系成為高速氣流沖擊式造粒機(jī)的典型代表。1999年Spahr等申請了運用高速氣流沖擊式造粒機(jī)出產(chǎn)球形石墨顆粒的專利，之后Ohzeki等運用該設(shè)備也出產(chǎn)出了均勻粒徑為10μm的球形石墨顆粒。國內(nèi)的王富祥等、郝向陽等、楊玉芬等在HYB體系的基礎(chǔ)上經(jīng)過不斷地改善，自主研制設(shè)計了一套微納米顆粒復(fù)合化設(shè)備MNPC體系，該體系的工作原理與HYB體系原理大致相同，并用該體系出產(chǎn)出了粒度規(guī)模10～30μm，振實密度到達(dá)0.85g/cm3的球形石墨顆粒。
    HYB采取臥式結(jié)構(gòu)，主要由高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、葉片、定子、循環(huán)途徑等部件組成。在加工過程中天然石墨顆粒從進(jìn)料槽中進(jìn)入，跟著轉(zhuǎn)子引起的高速氣流在機(jī)體內(nèi)部高速旋轉(zhuǎn)并迅速均勻分散，在高速氣流的沖擊下天然石墨顆粒與內(nèi)壁面、葉片之間以及各顆粒之間重復(fù)磕碰、摩擦、剪切，再經(jīng)過循環(huán)進(jìn)口進(jìn)入循環(huán)途徑回到機(jī)體內(nèi)部持續(xù)進(jìn)行球形化的處理，在不斷的沖擊下天然石墨顆粒逐步被打磨成球狀顆粒。HYB設(shè)備已發(fā)展成一種球化功率較高的實驗室球化設(shè)備，選用HYB設(shè)備在5～15min內(nèi)即可出產(chǎn)出8～30μm不同粒徑散布，振實密度到達(dá)1g/cm3以上的球形石墨顆粒。該設(shè)備為干法石墨球形化設(shè)備，不排放液體廢棄物，歸于環(huán)境友好型設(shè)備。但受設(shè)備容積約束，球形石墨單次出產(chǎn)值較低(單批次處理量僅為200g左右)，現(xiàn)在主要用于實驗室級別的小規(guī)模多批次出產(chǎn)中，無法運用于大規(guī)模接連出產(chǎn)。
3.氣流渦旋微粉機(jī)
    氣流渦旋微粉機(jī)是一種先進(jìn)的立式微破壞設(shè)備，因其結(jié)構(gòu)簡單、破壞功能好等優(yōu)點廣泛運用于各種微細(xì)顆粒的出產(chǎn)制備。國內(nèi)部分廠商發(fā)現(xiàn)氣流渦旋微粉機(jī)的設(shè)備結(jié)構(gòu)與原理與高速氣流沖擊式造粒機(jī)類似，引入該設(shè)備進(jìn)行球形石墨出產(chǎn)研討，研討中發(fā)現(xiàn)該設(shè)備能夠很好地運用于球形石墨的出產(chǎn)。
    氣流渦旋微粉機(jī)以天然鱗片石墨為質(zhì)料進(jìn)行球形石墨出產(chǎn)，其球化原理與高速氣流沖擊式造粒機(jī)大致相同，都是依靠錘頭產(chǎn)生高速氣流，帶動天然石墨顆粒在設(shè)備內(nèi)部不斷剪切、摩擦、磕碰，然后在較短時間內(nèi)完成天然石墨顆粒彎曲成球。氣流渦旋微粉機(jī)設(shè)置了內(nèi)置分級機(jī)，能夠在球形化的一起進(jìn)行顆粒的分級，進(jìn)步了設(shè)備功率。
    現(xiàn)在國內(nèi)外廠家均針對球形石墨出產(chǎn)對氣流渦旋微粉機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的改善，如日本細(xì)川公司研制的ACM型氣流渦旋微粉機(jī)，是氣流渦旋微粉機(jī)的典型代表，其能夠經(jīng)過錘頭與襯套不同裝備組合，對不同資料進(jìn)行破碎或者球化。而國內(nèi)廠商參考國外微細(xì)破壞先進(jìn)理論技術(shù)和設(shè)備，經(jīng)過對設(shè)備要害結(jié)構(gòu)的不斷改善研制出了適合國內(nèi)球形石墨加工環(huán)境的氣流渦旋微粉機(jī)設(shè)備，如浙江豐利研制的QWJ氣流渦旋微粉機(jī)以及洛陽冠齊研制的新型氣流渦旋微粉機(jī)等，這些設(shè)備根據(jù)石墨整形特性改善了錘頭、襯板等要害結(jié)構(gòu)參數(shù)，在球形石墨工業(yè)出產(chǎn)中得到廣泛運用。
    現(xiàn)能夠根據(jù)調(diào)節(jié)氣流渦旋微粉機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)以及出產(chǎn)工藝參數(shù)出產(chǎn)出粒度5～35μm，粒度散布較窄的球形石墨制品，振實密度也可到達(dá)1g/cm3以上，能夠滿足負(fù)極資料的運用。設(shè)備選用干式出產(chǎn)，省去了制品枯燥的程序，在出產(chǎn)球形石墨的過程中同樣不會有其它雜質(zhì)顆粒的介入，且氣流渦旋微粉機(jī)歸于接連型設(shè)備，處理量是同容積的高速氣流沖擊式造粒機(jī)的50～100倍，能耗可達(dá)1800～2200kWh/t，因此該類設(shè)備受到了球形石墨出產(chǎn)廠商的青睞，近年來廣泛運用于球形石墨的大規(guī)模工業(yè)化出產(chǎn)中。
    可是業(yè)界普遍認(rèn)為該設(shè)備存在以下不足:產(chǎn)線長，一般需求十幾道甚至是幾十道球化級聯(lián)處理；球形石墨產(chǎn)率偏低，只能到達(dá)40%～50%左右；單線產(chǎn)能較低，只有2500～3500t/a。
   綜合考慮功率和成本，機(jī)械力法可能在未來較長一段時間內(nèi)是出產(chǎn)加工球形石墨的主要方法。跟著技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，對球形石墨的出產(chǎn)技術(shù)也有了新的要求，為了活躍應(yīng)對這樣的挑戰(zhàn)以及潛在的商場需求，未來球形化設(shè)備的發(fā)展應(yīng)留意以下問題。
    (1)球形石墨的大規(guī)模工業(yè)出產(chǎn)中運用的便是氣流渦旋微粉機(jī)，其結(jié)構(gòu)特性決議了石墨顆粒在氣流渦旋微粉機(jī)中的停留時間十分短，需求十幾次甚至幾十次級聯(lián)處理才干充沛球化，導(dǎo)致制品產(chǎn)率低(40%～50%左右)，廢料多。還需對氣流渦旋微粉機(jī)的筒體、錘頭、襯板等要害結(jié)構(gòu)以及出產(chǎn)工藝持續(xù)改善，簡化石墨球化工藝流程，進(jìn)步石墨球化功率。
    (2)天然石墨顆粒在球化過程中的受力較為雜亂，顆粒的剪切、磕碰、摩擦在整個設(shè)備內(nèi)部均有產(chǎn)生，現(xiàn)有的石墨球化機(jī)理也缺乏對石墨顆粒詳細(xì)的受力分析。對石墨球化機(jī)理進(jìn)行深入研討，分析單個石墨顆粒的受力變形，將會是改善現(xiàn)有球化設(shè)備以及研制新型球化設(shè)備的要害。
    (3)未來球形石墨商場可能會持續(xù)出現(xiàn)供應(yīng)缺口，跟著商場關(guān)于球形石墨需求量的不斷增多以及對產(chǎn)品質(zhì)量安穩(wěn)性要求的不斷提高，高效球化設(shè)備的大型化就顯得尤為重要。球化設(shè)備大型化能夠進(jìn)步單次出產(chǎn)值，有效降低單位產(chǎn)品能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量安穩(wěn)性，然后更好得習(xí)慣球形石墨出產(chǎn)逐步走向大規(guī)模、高質(zhì)量、低能耗的發(fā)展趨勢。