GraphiTized Petroleum Coke - це ключовий базовий сировина для високих - кінцевих матеріалів, таких як літію - іонних акумуляторних матеріалів, негативних електродів, високих - живлення електродів та спеціальний графіт. Його продуктивність безпосередньо впливає на якість та конкурентоспроможність продукту. Як сировина графікованого нафтового коксу, сірки та різні металеві елементи є ключовими домішками, яких важко уникнути. Їх присутність та залишки мають великий вплив на продуктивність графізованого нафтового коксу.
1. Механізм впливу домішок на продуктивність графікованого нафтового коксу
(1)Вплив сірки:
Ступінь графітизації та структурні дефекти:
Сірка втікає переважно у вигляді сірки -, що містить газ (наприклад, H₂s, cos, so₂) під час високої - графітизації температури. Цей процес десульфуризації залишатиме структурні дефекти, такі як отвори та вивих у структурі вуглецю, знищить регулярність вуглецевої шестикутної сітки та значно зменшить ступінь графітизації кінцевого продукту. Недостатня графіка безпосередньо призводить до зниження електропровідності та теплопровідності та зменшення справжньої щільності.
Коефіцієнт розширення:
Залишкова сірка або сульфід буде газувати та розширюватись знову при використанні при високій температурі, внаслідок чого об'єм матеріалу різко збільшується, збільшуючи коефіцієнт теплового розширення матеріалу, серйозно впливаючи на високу - стабільність температури та стійкість до теплового удару і навіть спричиняючи збій тріщини.
Електрохімічні показники:
Для літієвого акумулятора негативних електродних матеріалів залишкова сірка посилить розкладання електроліту, утворює більш товсту та нестабільну тверду електролітну плівку на поверхні негативної електрода, збільшуйте незворотну втрату потужності, знижуйте першу ефективність кулонів та прискорює гниття ємності циклу.
(2)Вплив металевих елементів:
Каталітична графітизація та структурний розлад:
Перехідні метали, такі як ванадій (V), нікель (NI), залізо (Fe) та їх сполуки, є потужними каталізаторами "каталітичної графітизації" при високих температурах. Їх каталітична дія спричинить надмірну графітизацію в місцевих районах або формувати невпорядковані вуглецеві структури, введе велику кількість меж зерна та дефектів, знищити загальну рівномірність та зменшити загальну електричну/теплопровідність та механічну міцність матеріалу.
Каталітичне окислення:
Металеві домішки, такі як ванадій, нікель та залізо (особливо оксиди ванадію) є потужними каталізаторами для високого - окислення температури вуглецевих матеріалів. Вони значно знижують початкову температуру окислення матеріалу, значно прискорюють його швидкість окислення в атмосфері повітря або Co₂, і сильно скорочують термін служби високого - компоненти температури.
Попіл та забруднення:
Металеві домішки є основним джерелом попелу коксу нафти. Високий вміст золи знижує чистоту продукту і впливає на електричну/теплопровідність. У крайньому застосуванні іони металів у золі можуть стати джерелом забруднень.
Електрохімічні властивості:
Іони залишкових металів мігруватимуть на поверхню негативного електрода, знищують стабільність плівки SEI, призведуть до збільшення самостійного розряду -, низької продуктивності циклу та потенційних ризиків безпеки.
Стабільність та міцність обсягу:
Деякі оксиди металів можуть зазнавати гідратації або фазової зміни у високотемпературних або вологих середовищах, що спричиняє локальне розширення об'єму, що впливає на розмірність стабільності та механічну міцність матеріалу.
2. Методи видалення домішок із сировини нафти коксу
(1)Метод десульфуризації:
Високотемпературна кальцинація десульфуризація:Найпоширеніший та найекономічніший метод попередньої обробки. Кальцинаючий зелений кокс на 1200-1500 градусів в інертній атмосфері (для запобігання спалювання окислення) розкладає більшість органічної сірки в такі гази, як H₂s та cos.
Гідодесульфуризація (HDS):Використання каталізатора у високій температурі - та високій середовищі - водневого середовища. Органічна сірка в нафтовому коксі перетворюється на H₂s для видалення.
Окислювальна десульфуризація:Використання окислювача (наприклад, повітря/O₂, H₂o₂, азотна кислота, перокси кислота тощо) для окислення сірки у воду - розчинний сульфат або високо окислені оксиди сірки в конкретних умовах, а потім видаліть його промиванням води.
Біологічна десульфуризація:Використання специфічних мікроорганізмів для метаболізації органічної сірки в нафтовому коксі.
(2)Метод дееталізації:
Миття кислоти:В даний час найбільш основний та ефективний метод дееталізації. Кальцинований кокс або зелений кокс зазвичай обробляють соляною кислотою, азотною кислотою, гідрофторною кислотою або їх змішаними кислотами. Кислота може розчиняти більшість оксидів металів і солей, і в основному використовується для видалення води - домішок солі.
Високий - смаження температури хлорування:Хлорський газ вводиться або при високій температурі додається хлоринуючий засіб для перетворення домішок металів у летючі хлориди для видалення.
Лужне миття:В основному використовується для видалення кислих оксидних домішок, таких як кремній (СІ) та алюміній (AL).
В майбутньому з зростаючим попитом на графітизований нафтовий кокс у полях нової енергії та високої - кінцевої металургії, технологія для видалення домішки розвиватиметься у напрямку інтелекту та низької карбонізації, наприклад, оптимізація градієнта температури кальцинації через AI, розробляючи низьку -}}} енергетичну мікрохвильову продукцію.
