{"id":4305,"date":"2025-07-15T14:09:44","date_gmt":"2025-07-15T06:09:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.powdergrindingmill.com\/?p=4305"},"modified":"2025-07-15T14:09:46","modified_gmt":"2025-07-15T06:09:46","slug":"the-core-technologies-behind-artificial-graphite-anode-production-revealed","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.powdergrindingmill.com\/de\/the-core-technologies-behind-artificial-graphite-anode-production-revealed\/","title":{"rendered":"Die Kerntechnologien hinter der Herstellung k\u00fcnstlicher Graphitanoden offenbart"},"content":{"rendered":"

Lithium-Ionen-Akkus<\/a> bestehen haupts\u00e4chlich aus vier Schl\u00fcsselmaterialien: Kathodenmaterial, Anodenmaterial, Separator und Elektrolyt. Das Anodenmaterial spielt eine entscheidende Rolle bei der Speicherung und Freisetzung von Energie in Lithium-Ionen-Akkus und beeinflusst erheblich die Effizienz beim ersten Ladezyklus, die Zyklenleistung und mehr. Das Anodenmaterial macht 6% bis 10% der Gesamtkosten eines Lithium-Ionen-Akkus aus. Derzeit bestehen die meisten Anodenmaterialien auf dem Markt aus k\u00fcnstlichem Graphit<\/a> und nat\u00fcrlichem Graphit. Wir werden den Herstellungsprozess von k\u00fcnstlichem Graphit vorstellen.<\/p>\n\n\n\n

\"K\u00fcnstliches<\/figure>\n\n\n\n

Der k\u00fcnstliche Graphitanodenprozess durchl\u00e4uft vier Hauptprozesse und mehr als zehn Unterprozesse. Die Rohstoffe f\u00fcr k\u00fcnstliches Graphit werden in drei Kategorien eingeteilt: kohlebasiert, erd\u00f6lbasiert und eine Mischung aus Kohle und Erd\u00f6l. Unter diesen sind kohlebasiertes Nadelkoks, erd\u00f6lbasiertes Nadelkoks und Erd\u00f6fkoks die am h\u00e4ufigsten verwendeten. F\u00fcr Anodenmaterialien mit hoher spezifischer Kapazit\u00e4t wird in der Regel Nadelkoks als Rohstoff verwendet, w\u00e4hrend f\u00fcr Anoden mit geringerer spezifischer Kapazit\u00e4t, die g\u00fcnstiger sind, Erd\u00f6fkoks eingesetzt wird. Asphalt dient als Bindemittel.<\/p>\n\n\n\n

\"Klassifizierung<\/figure>\n\n\n\n

K\u00fcnstliches Graphitanodenverfahren<\/h2>\n\n\n\n

Zerkleinern, Beschichten und Kneten<\/h3>\n\n\n\n

Die Graphitrohstoffe (Nadelkoks oder Erd\u00f6fkoks) werden mit einem Bindemittel in einem festen Verh\u00e4ltnis von 100: (5-20) vermischt. Das Material wird \u00fcber ein Vakuumzufuhrsystem in einen Trichter gef\u00fcllt und anschlie\u00dfend in eine Luftstrahlm\u00fchle \u00fcbertragen, um Luftstrahlm\u00fchle<\/a>. Die Rohstoffe, die zun\u00e4chst 5-10 mm gro\u00df sind, werden auf 5-10 Mikrometer zerkleinert. Nach der Luftstrahlschneidm\u00fchle wird das Material von einem Zyklonstaubf\u00e4nger gesammelt. Die Staubabscheidungsrate betr\u00e4gt etwa 80TP3T. Das Abgas wird durch eine Filterkartusche gefiltert und anschlie\u00dfend freigegeben. Die Staubentfernungseffizienz liegt bei \u00fcber 99TP3T. Das Filterkartuschenmaterial hat Poren kleiner als 0,2 Mikrometer, was sicherstellt, dass Staubpartikel gr\u00f6\u00dfer als 0,2 Mikrometer vollst\u00e4ndig erfasst werden. Ein Ventilator steuert das gesamte System, um einen Unterdruckzustand aufrechtzuerhalten.<\/p>\n\n\n\n

\"Epic<\/figure>\n\n\n\n

Prim\u00e4re Granulierung<\/h3>\n\n\n\n

Das gleichm\u00e4\u00dfig gemischte Material durchl\u00e4uft eine Granulierung, um die Halbfertigung der negativen Elektrode zu bilden. Die Granulierung ist der Kernschritt bei der Herstellung von k\u00fcnstlichem Graphit. Die Partikelgr\u00f6\u00dfe beeinflusst direkt die Leistung der Elektrode. Gr\u00f6\u00dfere Partikel neigen zu Expansion und haben eine kurze Zykluslebensdauer, w\u00e4hrend kleinere Partikel mehr Bindemittel ben\u00f6tigen, was die Energiedichte der Batterie beeinflusst. Daher wird hochwertiges k\u00fcnstliches Graphit in der Regel nach der Graphitisierung einer sekund\u00e4ren Granulierung unterzogen, bei der 7-8 kleinere Partikel zusammengehalten werden. Dies gew\u00e4hrleistet sowohl Expansionsverhalten als auch Energiedichte.<\/p>\n\n\n\n

Pyrolyse-Granulierung:<\/strong>
Das Material wird bei 200-300\u00b0C f\u00fcr 1-3 Stunden ger\u00fchrt und anschlie\u00dfend auf 400-500\u00b0C erhitzt. Nach dem R\u00fchren erreicht die Partikelgr\u00f6\u00dfe des Materials 10-20 Mikrometer, dann wird es gek\u00fchlt und entladen.<\/p>\n\n\n\n

Kugelm\u00fchle<\/a> und Siebung:<\/strong>
Das Material mit einer Partikelgr\u00f6\u00dfe von 10-20 Mikrometer wird mit einer Kugelm\u00fchle verarbeitet, um die Gr\u00f6\u00dfe auf 6-10 Mikrometer zu reduzieren. Anschlie\u00dfend wird es durch Rohre zu einer Siebmaschine transportiert, um getrennt zu werden.<\/p>\n\n\n\n

\"Kugelm\u00fchle<\/figure>\n\n\n\n

Graphitisierung<\/h3>\n\n\n\n

Das granulierte Material wird bei einer Temperatur von 2200-3300\u00b0C mindestens 8 Stunden lang graphitisiert.
Graphitisierung bezeichnet den Prozess, bei dem Kohlenstoffatome von einer ungeordneten Struktur in eine geordnete hexagonale Gitterschicht umgewandelt werden. Ziel ist es, Eigenschaften wie hohe elektrische Leitf\u00e4higkeit, hohe W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit, Korrosionsbest\u00e4ndigkeit und Verschlei\u00dffestigkeit zu erreichen. W\u00e4hrend des Erhitzens wachsen die Mikrokristalle im Koks mit steigender Temperatur. Die Verzerrungen und Defekte in den Mikrokristallen werden allm\u00e4hlich eliminiert, was zu einer Umwandlung in graphitisierten Kohlenstoff f\u00fchrt. Je h\u00f6her die Graphitisierungstemperatur, desto vollst\u00e4ndiger ist die Entwicklung der Mikrokristallstruktur (und desto h\u00f6her der Graphitisierungsgrad).<\/p>\n\n\n\n

Sekund\u00e4re Granulierung<\/h3>\n\n\n\n

Sekund\u00e4re Granulierung erfolgt nach dem Zerkleinern des Rohmaterials in kleine Partikel. Asphalt wird als Bindemittel verwendet. Die Granulierung findet in einem Reaktor statt. Die Zielpartikelgr\u00f6\u00dfe wird w\u00e4hrend dieses Prozesses erreicht. Die sekund\u00e4re Granulierung verbessert die Li+-Gittereinbettungs- und -entfernungskan\u00e4le. Dies verbessert die Ratenf\u00e4higkeit und die Leistung bei niedrigen Temperaturen der negativen Elektrode.<\/p>\n\n\n\n

Beschichtung<\/a> und Carbonisierung<\/h3>\n\n\n\n

In diesem Schritt werden Asphalt und harzbasierte Polymere in bestimmten Verh\u00e4ltnissen zum sekund\u00e4r granulierten Material hinzugef\u00fcgt. Das Gemisch wird dann bei Temperaturen zwischen 1000-1300\u00b0C karbonisiert. Dabei entsteht eine amorphe Kohleschicht, die die Oberfl\u00e4che des k\u00fcnstlichen Graphits beschichtet. Diese Beschichtung optimiert die Lithium-Ionen-\u00dcbertragungsrate w\u00e4hrend des Ladens und Entladens und verbessert die Schnellladef\u00e4higkeit der Zelle.<\/p>\n\n\n\n

Kugelm\u00fchle und Siebung<\/h3>\n\n\n\n

Das graphitisierte Material wird vakuumgef\u00fchrt in eine Kugelm\u00fchle f\u00fcr physikalisches Mischen und Kugelmahlung. Das Material wird anschlie\u00dfend gesiebt. Das gesiebte Produkt wird inspiziert, gemessen und verpackt. Die \u00dcbergr\u00f6\u00dfenpartikel durchlaufen eine sekund\u00e4re Kugelm\u00fchle, danach werden sie inspiziert, gemessen und verpackt.<\/p>\n\n\n\n

    <\/ol>\n\n\n\n

    Schadstoffe umfassen haupts\u00e4chlich Feinstaub, Schwefeldioxid, Stickoxide, Asphaltd\u00e4mpfe und geringe Mengen an Benzo(a)pyren. Feinstaub wird haupts\u00e4chlich mit einem Beutelfilter gesammelt. Schwefeldioxid und Stickoxide werden haupts\u00e4chlich durch das Doppel-alkali-Entschwefelungsverfahren behandelt. Asphaltd\u00e4mpfe und Benzo(a)pyren werden haupts\u00e4chlich durch Sammlung und Adsorption behandelt.<\/p>\n\n\n\n

    Epic Pulver<\/a><\/h2>\n\n\n\n
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