一種石墨電極生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種石墨電極生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨是元素碳的一種同素異形體，每個(gè)碳原子的周邊連結(jié)著另外三個(gè)碳原子排列方式呈蜂巢式的多個(gè)六邊形以共價(jià)鍵結(jié)合，構(gòu)成共價(jià)分子。由于每個(gè)碳原子均會(huì)放出一個(gè)電子，那些電子能夠自由移動(dòng)，因此石墨屬于導(dǎo)電體。石墨是其中一種最軟的礦物，它的用途包括制造鉛筆芯和潤(rùn)滑劑。傳統(tǒng)的石墨電極加工工藝，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定度不高。目前采用酸堿法生產(chǎn)的石墨出度低，純度在98% -99%左右，無法滿足生產(chǎn)的需要，堿才普遍采用氫氧化鈉，酸類采用硫酸、鹽酸、硝酸等，該方法污染嚴(yán)重，且生產(chǎn)的石墨純度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0004]—種石墨電極生產(chǎn)工藝，步驟如下，包括:
[0005](1)原料:采用焙燒后的石墨邊角料作為原料，采用的石墨微粉是廢舊石墨；
[0006](2)粉碎:使用粉碎機(jī)將焙燒后的石墨邊角料粉碎，從而形成石墨微粉，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨粉晶體微觀結(jié)構(gòu)及顆粒外形的控制，需要經(jīng)過兩個(gè)過程對(duì)石墨粉進(jìn)行粉碎和整形；
[0007](3)純化:采用氫氟酸、硫酸，鹽酸按照一定的配方比例和粉碎后球化整形后的石墨混合，進(jìn)行化學(xué)提純；
[0008](4)烘干:將提純后的球形石墨進(jìn)行加熱烘干，去除里面的水分；
[0009](5)篩選:將烘干后的球形石墨，經(jīng)過震動(dòng)篩網(wǎng)篩選，去除較大的雜質(zhì)；
[0010](6)融合:將烘干后球形石墨和樹脂進(jìn)行充分的混合；
[0011](7)包覆:將混合后的球形石墨和樹脂，勻速的經(jīng)過高溫窯爐，進(jìn)行反應(yīng)包覆；
[0012](8)輕碎:將燒結(jié)的負(fù)極材料，通過輕碎機(jī)將其打成粉末散狀；
[0013](9)包裝:冷卻物料，包裝。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟⑵中石墨粉的平均顆粒大小在15-20微米之間。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟(3)氫氟酸、硫酸、鹽酸的質(zhì)量比為12-13: 10-11: 2-3
[0016]優(yōu)選地，所述氫氟酸、硫酸、鹽酸的優(yōu)選質(zhì)量比為12: 10: 3。
[0017]優(yōu)選地，所述步驟(3)中石墨的純度在99.98%。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟(6)中混合的時(shí)間為1.3小時(shí)，提高了融合速遞，降低了生產(chǎn)成本。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟(8)中輕碎機(jī)采用不銹鋼式。
[0020]工藝原理:
[0021]石墨電極是由瀝青、骨料、和石墨粉為主要原料，按3: 3: 4的比例進(jìn)行配料，經(jīng)混捏、擠壓成型后，焙燒12天出爐即為成品。
[0022]瀝青熔化在瀝青熔化間內(nèi)進(jìn)行，共設(shè)4個(gè)30t的瀝青熔化槽，熔化后的瀝青用保溫管道送至電極生產(chǎn)車間原料間的高位瀝青儲(chǔ)罐內(nèi)。
[0023]骨料是用90%石墨粉和10%的瀝青為原料，經(jīng)混捏、擠壓成型和焙燒后，再經(jīng)過顎式破碎機(jī)和雙齒輥破碎機(jī)破碎至0-4_粒度而成，破碎后的骨料由斗式提升機(jī)運(yùn)至原料間的高位料倉(cāng)儲(chǔ)存。
[0024]配料工作是一個(gè)重要的工序，它不僅確定各種原料的用量，同時(shí)也確定了它們的配比。本設(shè)計(jì)采用電動(dòng)配料車進(jìn)行配料，電動(dòng)配料車具有自動(dòng)定位、從骨料高位料倉(cāng)和石墨粉高位料倉(cāng)自動(dòng)受料并稱量、自動(dòng)行走定位并自動(dòng)向混捏機(jī)放料的功能，整個(gè)操作過程采用微機(jī)自動(dòng)控制。高位瀝青儲(chǔ)罐內(nèi)的瀝青直接由管道定量加入混捏機(jī)內(nèi)。
[0025]經(jīng)配料加入混捏機(jī)內(nèi)的骨料、石墨粉及瀝青經(jīng)攪拌混合取得可塑性糊料，這一工藝過程稱為混捏。
[0026]混捏機(jī)工作前先關(guān)閉底部滑門，再把配好的料加入混捏機(jī)內(nèi)，加完料后關(guān)閉加料閥及循環(huán)空氣閥，加熱混捏機(jī)，使之達(dá)到需要的溫度，同時(shí)混捏機(jī)進(jìn)行干混，再打開瀝青煙氣排出閥，加入液體瀝青。糊料充分混捏，繼續(xù)加熱，當(dāng)達(dá)到所需溫度和時(shí)間后，打開底部滑門放出糊料，最后關(guān)閉底部滑門，完成一個(gè)周期的混捏工作。
[0027]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:該工藝方法采用的硫酸及鹽酸用量少，污染少，生產(chǎn)效率高，比一般的工藝步驟提高了 0.7個(gè)小時(shí)，產(chǎn)品穩(wěn)定性、均一性、一致性，加工后的產(chǎn)品結(jié)晶配向良好，圓形度高，質(zhì)量穩(wěn)定，其制成品首次放電容量達(dá)360mAh/g以上，充放電效率達(dá)88%以上，是新一代鋰離子二次電池的理想負(fù)極材料。
【具體實(shí)施方式】
[0028]—種石墨電極生產(chǎn)工藝，步驟如下，包括:
[0029](1)原料:采用焙燒后的石墨邊角料作為原料，采用的石墨微粉是廢舊石墨；
[0030](2)粉碎:使用粉碎機(jī)將焙燒后的石墨邊角料粉碎，從而形成石墨微粉，石墨粉的平均顆粒大小在15-20微米之間，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨粉晶體微觀結(jié)構(gòu)及顆粒外形的控制，需要經(jīng)過兩個(gè)過程對(duì)石墨粉進(jìn)行粉碎和整形；
[0031](3)純化:采用氫氟酸、硫酸，鹽酸按照質(zhì)量比為12-13: 10-11: 2_3和粉碎后球化整形后的石墨混合，進(jìn)行化學(xué)提純，獲得石墨的純度在99.98% ;
[0032](4)烘干:將提純后的球形石墨進(jìn)行加熱烘干，去除里面的水分；
[0033](5)篩選:將烘干后的球形石墨，經(jīng)過震動(dòng)篩網(wǎng)篩選，去除較大的雜質(zhì)；
[0034](6)融合:將烘干后球形石墨和樹脂進(jìn)行充分的混合，混合的時(shí)間為1.3小時(shí)；
[0035](7)包覆:將混合后的球形石墨和樹脂，勻速的經(jīng)過高溫窯爐，進(jìn)行反應(yīng)包覆；
[0036](8)輕碎:將燒結(jié)的負(fù)極材料，通過不銹鋼式輕碎機(jī)將其打成粉末散狀；
[0037](9)包裝:冷卻物料，包裝。
[0038]實(shí)施例1
[0039]—種石墨電極生產(chǎn)工藝，步驟如下，包括:
[0040](1)原料:采用焙燒后的石墨邊角料作為原料，采用的石墨微粉是廢舊石墨；
[0041](2)粉碎:使用粉碎機(jī)將焙燒后的石墨邊角料粉碎，從而形成石墨微粉，石墨粉的平均顆粒大小在15-20微米之間，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨粉晶體微觀結(jié)構(gòu)及顆粒外形的控制，需要經(jīng)過兩個(gè)過程對(duì)石墨粉進(jìn)行粉碎和整形；
[0042](3)純化:采用氫氟酸、硫酸，鹽酸按照質(zhì)量比為12: 10: 3和粉碎后球化整形后的石墨混合，進(jìn)行化學(xué)提純，獲得石墨的純度在99.98% ;
[0043](4)烘干:將提純后的球形石墨進(jìn)行加熱烘干，去除里面的水分；
[0044](5)篩選:將烘干后的球形石墨，經(jīng)過震動(dòng)篩網(wǎng)篩選，去除較大的雜質(zhì)；
[0045](6)融合:將烘干后球形石墨和樹脂進(jìn)行充分的混合，混合的時(shí)間為1.3小時(shí)；
[0046](7)包覆:將混合后的球形石墨和樹脂，勻速的經(jīng)過高溫窯爐，進(jìn)行反應(yīng)包覆；
[0047](8)輕碎:將燒結(jié)的負(fù)極材料，通過不銹鋼式輕碎機(jī)將其打成粉末散狀；
[0048](9)包裝:冷卻物料，包裝。
[0049]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石墨電極生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟如下，包括: (1)原料:采用焙燒后的石墨邊角料作為原料，采用的石墨微粉是廢舊石墨； (2)粉碎:使用粉碎機(jī)將焙燒后的石墨邊角料粉碎，從而形成石墨微粉，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨粉晶體微觀結(jié)構(gòu)及顆粒外形的控制，需要經(jīng)過兩個(gè)過程對(duì)石墨粉進(jìn)行粉碎和整形； (3)純化:采用氫氟酸、硫酸，鹽酸按照一定的配方比例和粉碎后球化整形后的石墨混合，進(jìn)行化學(xué)提純； (4)烘干:將提純后的球形石墨進(jìn)行加熱烘干，去除里面的水分； (5)篩選:將烘干后的球形石墨，經(jīng)過震動(dòng)篩網(wǎng)篩選，去除較大的雜質(zhì)； (6)融合:將烘干后球形石墨和樹脂進(jìn)行充分的混合； (7)包覆:將混合后的球形石墨和樹脂，勻速的經(jīng)過高溫窯爐，進(jìn)行反應(yīng)包覆； (8)輕碎:將燒結(jié)的負(fù)極材料，通過輕碎機(jī)將其打成粉末散狀； (9)包裝:冷卻物料，包裝。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨電極生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(2)中石墨粉的平均顆粒大小在15-20微米之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨電極生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(3)氫氟酸、硫酸、鹽酸的質(zhì)量比為12-13: 10-11: 2-3。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種石墨電極生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述氫氟酸、硫酸、鹽酸的優(yōu)選質(zhì)量比為12: 10: 3。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨電極生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(3)中石墨的純度在99.98%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨電極生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟￠)中混合的時(shí)間為1.3小時(shí)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨電極生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(8)中輕碎機(jī)采用不銹鋼式。
【專利摘要】一種石墨電極生產(chǎn)工藝，步驟如下，(1)原料：采用焙燒后的石墨邊角料作為原料；(2)粉碎：使用粉碎機(jī)將焙燒后的石墨邊角料粉碎；(3)純化：采用氫氟酸、硫酸，鹽酸按照一定的配方比例和粉碎后球化整形后的石墨混合提純；(4)烘干：將提純后的球形石墨進(jìn)行烘干；(5)篩選：將烘干后的球形石墨，去除較大的雜質(zhì)；(6)融合：將烘干后球形石墨和樹脂進(jìn)行充分的混合；(7)包覆：將混合后的球形石墨和樹脂進(jìn)行反應(yīng)包覆；(8)輕碎：將燒結(jié)的負(fù)極材料，通過輕碎機(jī)將其打成粉末散狀；(9)包裝：冷卻物料，包裝；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該工藝方法采用的硫酸及鹽酸用量少，污染少，生產(chǎn)效率高，比一般的工藝步驟提高了0.7個(gè)小時(shí)。
【IPC分類】H01M4/587, C01B31/04
【公開號(hào)】CN105271187
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510602735
【發(fā)明人】薛喜利, 王新江
【申請(qǐng)人】連云港江利達(dá)礦產(chǎn)品有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年9月10日