Графитизированный нефтяной кокс - это ключ основной сырье для High - конечных материалов, таких как литий - Ионные отрицательные электродные материалы, высокий - питания и специальный графит. Его производительность напрямую влияет на качество и конкурентоспособность продукта. Поскольку сырье графитизированной нефтяной колы, серная (а) и различные металлические элементы являются ключевыми примесями, которых трудно избежать. Их присутствие и остатки оказывают большое влияние на производительность графитизированной нефтяной колы.
1. Механизм влияния примесей на производительность графитизированной нефтяной колы
(1)Влияние серы:
Степень графитизации и структурные дефекты:
Сера выходит в основном в форме серы -, содержащего газ (например, h₂s, cos, so₂) во время - температурной графитизации. Этот процесс десульфуризации оставит структурные дефекты, такие как отверстия и дислокации в структуре углерода, разрушают регулярность углеродной шестиугольной сетки, и значительно снижает степень графитизации конечного продукта. Недостаточная графика непосредственно приводит к снижению электрической проводимости и теплопроводности, а также к снижению истинной плотности.
Коэффициент расширения:
Остаточная сера или сульфид будут газифицировать и снова расширяться при использовании при высокой температуре, вызывая резкое увеличение объема материала, увеличивая коэффициент теплового расширения материала, серьезно влияя на высокий - стабильность температуры и термический ударный сопротивление и даже вызывая неудачу трещин.
Электрохимические характеристики:
Для отрицательных электродных материалов лития остаточная сера усугубляет разложение электролита, образует более толстую и более нестабильную твердостную пленку раздела электролита на отрицательной поверхности электрода, увеличивает необратимую потерю емкости, снижает эффективность первой кулоны и ускоряет затухание цикла.
(2)Влияние элементов металла:
Каталитическая графитизация и структурное расстройство:
Переходные металлы, такие как ванадий (V), никель (Ni), железо (Fe) и их соединения, представляют собой мощные катализаторы «каталитическая графита» при высоких температурах. Их каталитическое действие приведет к чрезмерной графитизации в местных областях или расстройствах углеродных конструкций, введет большое количество границ зерен и дефектов, разрушает общую однородность и уменьшит общую электрическую/теплопроводность и механическую прочность материала.
Каталитическое окисление:
Примеси металлов, такие как ванадия, никель и железо (особенно оксиды ванадия), являются мощными катализаторами для высокого - окисления температуры углеродных материалов. Они значительно снижают начальную температуру окисления материала, значительно ускоряют его скорость окисления в воздухе или атмосфере CO₂ и сильно сокращают срок службы высоких компонентов температуры-.
Пепел и загрязнение:
Металлические примеси являются основным источником нефтяной коксовой пепла. Высокое содержание золы снижает чистоту продукта и влияет на электрическую/теплопроводность. В экстремальных приложениях ионы металлов в золе могут стать источником загрязняющих веществ.
Электрохимические свойства:
Ионы остаточных металлов будут мигрировать на поверхность негативного электрода, разрушать стабильность пленки SEI, привести к увеличению самоотрада -, плохой производительности цикла и потенциальным рискам безопасности.
Стабильность и сила объема:
Некоторые оксиды металлов могут подвергаться гидратации или изменению фазы в высокой температуре или влажной среде, вызывая локальное расширение объема, влияя на размерную стабильность и механическую прочность материала.
2. Методы удаления примесей из нефтяного коксового сырья
(1)Метод десульфуризации:
Высокая температура кальцинирующая десульфуризация:Наиболее часто используемый и наиболее экономичный метод предварительной обработки. Кальтинг зеленый кокс при 1200-1500 градусах в инертной атмосфере (для предотвращения сжигания окисления) разлагает большую часть органической серы на газы, такие как H₂S и Cos.
Гидродсульфуризация (HDS):Используя катализатор в высокой - температуре и высокой - среда водорода. Органическая сера в нефтяной кокс конвертируется в H₂S для удаления.
Окислительная десульфуризация:Используя окислитель (такой как воздух/O₂, H₂O₂, азотная кислота, перокси кислота и т. Д.), Для окисления сера в воду - растворимый сульфат или высоко окисляемый оксиды серы в специфических условиях, а затем удаляйте его при промывании воды.
Биологическая десульфуризация:Использование конкретных микроорганизмов для метаболизации органической серы в нефтяной кокс.
(2)Метод деметаллизации:
Кислотное мытье:В настоящее время самый основной и эффективный метод деметаллизации. Кальцинированная кока -кола или зеленая кока -кола обычно обрабатывают соляной кислотой, азотной кислотой, гидрофторической кислотой или их смешанной кислотой. Кислота может растворять большинство оксидов и солей металлов и в основном используется для удаления воды - растворимой соли.
High - температура хлорирование жареные:Вводится хлор, или хлорирующий агент добавляется при высокой температуре для преобразования примесей металлов в летучие хлориды для удаления.
Щелочное мытье:В основном он используется для удаления кислотных примесей оксида, таких как кремний (Si) и алюминий (Al).
В будущем, с растущим спросом на графитизированную нефтяную колу в полях новой энергии и высокой -, конечно, технология удаления примесей будет развиваться в направлении интеллекта и низкой карбонизации, такую как оптимизация градиента температуры кальцинирования через AI, развитие низкого- энергетического микроэлеза.
