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但由于国内外球形化设备生产厂商技术保密等原因,目前对该类设备的公开报道较少!本文综合论述了天然石墨球形化的机理,简要介绍和分析探讨了几类常用的天然石墨球形化设备的应用现状,并在此基础上对石墨球形化设备的发展进行了展望!2天然石墨球形化机理分析目前国内外各球形石墨产商主要使用机械力法对天然石墨进行球形化处理,通过机械作用产生的碰撞、摩擦和剪切等一系列作用力使石墨颗粒发生塑性变形以及颗粒吸附,得到球形石墨成品!
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而国内厂商参考国外微细粉碎先进理论技术和设备,通过对设备关键结构的不断改进研制出了适合国内球形石墨加工环境的气流涡旋微粉机设备,如浙江丰利研发的QWJ气流涡旋微粉机以及洛阳冠齐研发的新型气流涡旋微粉机等,这些设备根据石墨整形特性改进了锤头、衬板等关键结构参数,在球形石墨工业生产中得到广泛运用.现可以根据调节气流涡旋微粉机结构参数以及生产工艺参数生产出粒度5~35μm,粒度分布较窄的球形石墨成品,振实密度也可达到1g/cm3以上,可以满足负极材料的使用.
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目前有气流冲击法和研磨法两种利用机械力法进行天然石墨球形化的方式.其中气流冲击法的典型代表是高速气流冲击式造粒机以及气流涡旋微粉机,研磨法的典型代表是搅拌磨机,现就这几种球形化设备的应用现状展开具体分析.1搅拌磨机搅拌磨机应用于天然石墨球形化处理时,大多采用天然微晶石墨为原料,研磨介质在搅拌装置的作用下做无规则运动,从而产生冲击力.天然石墨颗粒在冲击力作用下,表面棱角被逐渐研磨成圆弧状,得到球形度较高的球形石墨成品。
球形化的天然石墨材料具有较小的比表面积,更高的振实密度,从而具有更高的库伦效率,更高的可逆充放电容量及更优异的循环稳定性,目前广泛地应用于锂离子电池的负极材料!天然石墨球形化主要是以天然石墨为原料,通过对天然石墨表面进行整形处理,从而得到球状或者类球状的石墨颗粒!这类方法原料成本较低,工艺相对简单,使得球形石墨的生产能够实现大规模的产业化!天然石墨球形化的关键在于球形化设备,选择合适的球形化设备会提高球形化石墨的产出率和各项性能指标,因此石墨球形化设备是目前国内外机械设备领域的研究热点之一!
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球化设备大型化可以提高单次生产量,有效降低单位产品能耗,提升产品质量稳定性,从而更好得适应球形石墨生产逐步走向大规模、高质量、低能耗的发展趋势.3球形化设备及应用现状球形化设备是天然石墨球形化过程中的关键,天然石墨球形化主要发生在球形化设备内部!天然石墨颗粒在设备内部被修整为球形或者类球形的石墨颗粒后,通过分级装置将球形石墨颗粒与剥落下来的微细颗粒分离,从而得到不同粒度分布的球形石墨颗粒。研究人员发现不同球形化设备的选用也会影响天然石墨球形化效率以及球形石墨成品质量!
高定向热解石墨和炼铁时从铁溶融体中析出的结集 石墨等。 。人造石墨材料的石墨晶体实际上是不完整晶体,含有各种类 型的晶格缺陷。许多尺度在微米级的石墨晶粒通过晶界结合在一 起而形成石墨多晶体,其晶粒尺寸即使大的也仅有数百微米左 右,其中各石墨晶粒的取向大多具有任意性,但在特殊条件下也 具有择优取向。几乎所有的石墨材料是由许多无特定取向的微小 石墨晶粒所组成的多晶体,也称为多晶石墨。石墨微晶是由X射线、电子衍射等所观察到的可看作石墨 单晶的微小晶体部分,它们是具有各向异性的六角碳原子平面网 层的堆叠体。石墨微晶的宽度La和高度L。可以通过Scherrer公 式求出。