專利名稱：一種球形石墨的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種球形石墨的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種采用聯(lián)機(jī)方式生產(chǎn)用于鋰離 子電池負(fù)極材料的球形石墨的生產(chǎn)方法以及由該方法生產(chǎn)的球形石墨。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)全球化的飛速發(fā)展，石油危機(jī)和人口的不斷增加，使資源短缺的矛盾日 益突出，特別是在人們對(duì)環(huán)境保護(hù)越來越重視的今天，綠色電源得到了飛速的發(fā)展。鋰離子 電池就是上世紀(jì)六十年代以來繼鎳氫電池之后的新一代二次電池。近十幾年來，隨著各種 便攜式電子設(shè)備及電動(dòng)汽車的廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展，鋰離子電池以其高可逆容量，高電壓， 高能量密度，高循環(huán)穩(wěn)定性，循環(huán)壽命長(zhǎng)，自放電小，無記憶效應(yīng)，無環(huán)境污染等優(yōu)異的性能 倍受親睞，被稱為21世紀(jì)的綠色能源和主導(dǎo)電源，具有廣泛的民用和國(guó)防應(yīng)用前景。對(duì)鋰 離子電池負(fù)極材料的研究和開發(fā)也成為科研單位研究和開發(fā)的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。目前用天然球型石墨代替人造石墨來用于鋰電負(fù)極材料提高了能量密度和循環(huán) 壽命，但是在石墨晶體生長(zhǎng)完整的天然石墨和通過焦炭等的石墨化制備的人造石墨中，在 晶體的c軸方向上的層間結(jié)合力低于在晶體基面方向上的結(jié)合力，因此在粉體制備時(shí)的粉 碎過程中易于形成具有大的長(zhǎng)徑比的片狀顆粒，片狀顆粒在電極制備時(shí)的輥壓過程中形成 平行于集流體的定向排列，在反復(fù)充放電過程中鋰離子進(jìn)入和脫出石墨晶體內(nèi)部時(shí)引起石 墨的c軸方向產(chǎn)生較大應(yīng)變，導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)破壞，影響了循環(huán)性能，并且片狀石墨顆粒定向 排列的結(jié)果還會(huì)造成鋰離子從石墨晶體的側(cè)面進(jìn)入和脫出的阻力加大，快速充放電性能變 差。此外，由于球形石墨在生產(chǎn)制備過程中通過30-60遍次的研磨和上萬次的碰撞及無數(shù) 次的切削摩擦，其粉末內(nèi)部存在大量的納米級(jí)和亞納米石墨的微細(xì)粒子，使其比表面積增 大；片狀顆粒的石墨晶體與球形和塊狀石墨顆粒相比具有較大的比表面積，因此作為鋰離 子電池的負(fù)極材料的球形石墨在首次充放電過程中具有較大的不可逆容量，而且石墨微細(xì) 粒子與集電體的結(jié)合性較差，需要加入大量的粘合劑，增大了電池內(nèi)阻，減小了放電容量， 快速充放電性能及循環(huán)性能惡化。因此，能夠使其比表面積變小，首次不可逆容量損失減 少，內(nèi)阻減小，并且快速充放電性能更加優(yōu)異的新的負(fù)極材料或改進(jìn)這種球形石墨的材料 的研制還有待解決。球形石墨的生產(chǎn)一般要經(jīng)過兩大過程整形過程和提純過程。目前常用的球形石 墨整形方法是采用離心式引風(fēng)機(jī)和氣流渦旋粉碎機(jī)相配套，來加工生產(chǎn)球型石墨，因離心 引風(fēng)機(jī)自身的結(jié)構(gòu)決定了其風(fēng)量受到彎頭和除塵器的影響較大，在治理引風(fēng)機(jī)出口的粉塵 時(shí)，需要將其出口通入大型除塵過濾器或管道輸送，這樣就使出口風(fēng)量受阻，由于離心式風(fēng) 機(jī)自身結(jié)構(gòu)的原因也直接影響了進(jìn)口的風(fēng)量和風(fēng)壓，進(jìn)口的風(fēng)量和風(fēng)壓降低影響了物料在 機(jī)器內(nèi)和管道內(nèi)的流動(dòng)速度，這就使每臺(tái)或套設(shè)備的產(chǎn)量和收率下降，使產(chǎn)品的質(zhì)量也受 到影響，如比表面積和振實(shí)密度均不能達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而要通過延長(zhǎng)研磨時(shí)間和增加分級(jí) 次數(shù)來達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，耗電量大幅增加，在此種情況下產(chǎn)品收率也隨之下降，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品的 生產(chǎn)成本提高。此外，目前的生產(chǎn)廠家現(xiàn)在均采用多臺(tái)套機(jī)器連接在一起，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中
3的自動(dòng)閉路生產(chǎn)，即每臺(tái)機(jī)器的出料口用一根管子連在下一臺(tái)機(jī)器的下部進(jìn)風(fēng)口，一直連 到最后一臺(tái)，最后一臺(tái)的下料口所出的即為合格產(chǎn)品；這樣做的同時(shí)也使離心風(fēng)機(jī)的負(fù)荷 增加，管道內(nèi)的物料做功距離變大，直接導(dǎo)致機(jī)器和管道內(nèi)的風(fēng)量變小，風(fēng)壓降低。又因?yàn)?下部進(jìn)風(fēng)口是設(shè)備設(shè)計(jì)進(jìn)風(fēng)的入口，進(jìn)風(fēng)經(jīng)過粉碎盤和機(jī)殼之間的縫隙而進(jìn)入主粉碎室時(shí) 會(huì)遇到因粉碎盤高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生向下的風(fēng)阻力。在生產(chǎn)的過程中會(huì)出現(xiàn)物料因阻力增加而 滯留在粉碎室下部，粉碎腔內(nèi)物料增加使風(fēng)量受阻，散熱受到影響，溫度升高，粉碎腔內(nèi)的 主機(jī)軸承會(huì)因溫度升高而使結(jié)構(gòu)發(fā)生變化導(dǎo)致?lián)p壞。主機(jī)所用的軸承一般為進(jìn)口 SKF軸 承，這樣則使維修費(fèi)用增加，產(chǎn)量下降，生產(chǎn)效率降低而直接影響粉碎制球車間的生產(chǎn)順利 進(jìn)行?，F(xiàn)有技術(shù)中的提純過程存在如下缺陷傳統(tǒng)的提純反應(yīng)采用外襯防腐塑料的碳鋼 攪拌器用電機(jī)傳動(dòng)的單方向的機(jī)械攪拌，使物料混合均勻；存在的弊端是第一耗電能多，最 小是7. 5KW的電機(jī)每小時(shí)需耗電7. 5度；第二是攪拌器磨損后其防腐層破裂，碳鋼與液態(tài) 物料中的酸液反應(yīng)，使物料中的鐵含量大大增加，給產(chǎn)品質(zhì)量造成很大的影響，使產(chǎn)品不合 格率大大提高。第三是攪拌器一旦防腐層破裂，只能更換新攪拌器，既增加了維修費(fèi)用，更 換又費(fèi)時(shí)費(fèi)工(每更換一次2-4人需6-10小時(shí))。第四是攪拌器要耐酸腐蝕，外襯四氟塑 料，價(jià)格昂貴，直接使生產(chǎn)成本增加。另外采用HC1，H2SO4, HF三種酸配合生產(chǎn)經(jīng)常出現(xiàn)Al 和Ca超標(biāo)，其含碳量達(dá)99. 96以上時(shí)AL和Ca仍能達(dá)到150PPM，嚴(yán)重影響了球形石墨作為 負(fù)極材料的電化學(xué)性能的發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種球形石墨的生產(chǎn)方法，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在 的缺陷。本發(fā)明另一目的是提供由本發(fā)明方法所生產(chǎn)出的新型球形石墨。本發(fā)明還有一個(gè)目的是由本發(fā)明方法所生產(chǎn)出的新型球形石墨的應(yīng)用。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來完成的一種球形石墨的生產(chǎn)方法，包括球化過程和提純過程，所述方法是使用球化設(shè)備 將石墨加工至粒度為6-45 μ m的球狀、類球狀或土豆?fàn)钍?，并?jīng)提純過程使其純度達(dá) 99. 95-99. 995%。其中，所述球化設(shè)備包括η組裝置，每組裝置由羅茨風(fēng)機(jī)、除塵器、旋風(fēng)分離器和 粉粹機(jī)順次連接組成；每相連的兩組之間，上一組裝置中旋風(fēng)分離器的下料口與下一組裝 置中粉碎機(jī)的進(jìn)料口相連。η為3-18之間的整數(shù)。在所述旋風(fēng)分離器和粉碎機(jī)之間還可設(shè)有分級(jí)機(jī)。當(dāng)所述旋風(fēng)分離器和粉碎機(jī)之間設(shè)有分級(jí)機(jī)時(shí)，所述分級(jí)機(jī)的下料口與所述粉碎 機(jī)的出料口相連。所述分級(jí)機(jī)是氣流分級(jí)機(jī)、射流式分級(jí)機(jī)、亞微米分級(jí)機(jī)或超微米氣流分級(jí)機(jī)中 的一種或多種的組合。所述提純過程采用壓縮空氣的攪拌方式進(jìn)行提純反應(yīng)。所述提純反應(yīng)采用酸性水溶液與物料進(jìn)行兩次反應(yīng)，所述酸性水溶液選自鹽酸、 氫氟酸、或硝酸中的一種或多種混合的水溶液；所述酸性水溶液的總量物料水的重量
4比為 1-6 2-8 1-6。所述提純反應(yīng)的溫度為80-150°C，第一次反應(yīng)所用的酸性水溶液為市售稀HF水 溶液與市售稀HCl水溶液按1 2-2 1的重量比混合的酸性水溶液，第二次反應(yīng)所用的 酸性水溶液為市售稀HCl水溶液與市售稀HNO3水溶液按1-6 3-18或6-18 2_6的重 量比混合的酸性水溶液。所述提純反應(yīng)在聚乙烯反應(yīng)罐中進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間根據(jù)情況可為15-24小時(shí)。球化過程中所述粉粹機(jī)為氣流粉碎機(jī)、高壓磨粉機(jī)、高壓棒式機(jī)械粉碎機(jī)、低速球 化粉碎機(jī)、氣流渦旋粉碎機(jī)、超微粉碎機(jī)、超微球磨機(jī)、內(nèi)分級(jí)沖擊式微粉粉碎機(jī)、擺式磨粉 機(jī)中的一種或多種的組合；優(yōu)選粉碎機(jī)為ACM-30、ACM-50和ACM-60中的一種或多種的組
口 O其中，所述粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)子上的磨塊是方形磨塊、圓柱形磨塊或二者的組合。當(dāng)轉(zhuǎn)子上的磨塊為方形磨塊和圓柱形磨塊的組合時(shí)，存在以下兩種情況同一臺(tái)粉碎機(jī)上的轉(zhuǎn)子的磨塊既有方形磨塊又有圓柱形磨塊，圓柱形磨塊與方形 磨塊等距交替排列；或者，相連兩臺(tái)粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子的磨塊分別為方形磨塊和圓柱形磨塊。所述羅茨風(fēng)機(jī)是為二葉或三葉羅茨式鼓風(fēng)機(jī)，其性能參數(shù)為轉(zhuǎn)速730-1450r/min， 風(fēng)量為 13. 7-50. 96m3/min,電機(jī)功率為 5. 5-55KW。本發(fā)明球形石墨的生產(chǎn)方法在球化過程中使用羅茨風(fēng)機(jī)來代替現(xiàn)有技術(shù)的離心 式通風(fēng)機(jī)，并且采用聯(lián)機(jī)的方式生產(chǎn)球形石墨，中間不需要人員操作，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)封閉的生 產(chǎn)線，該方法在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量更高，效率更高，成本更低，操作簡(jiǎn)便。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的球型石墨具有的球形度更好，振實(shí)密 度更高，比容量大，比表面積小，還具有優(yōu)良的嵌、脫鋰能力和循環(huán)穩(wěn)定性，比容量大于 350mAh/g，循環(huán)500次容量保持率大于80%。用本發(fā)明方法所生產(chǎn)的球形石墨可作為鋰離子電池負(fù)極材料應(yīng)用，其安全性能 高，有害元素含量低，包覆并用于負(fù)極材料以后其電化學(xué)性能良好，首次不可逆容量損失減 少，充放電性能和循環(huán)性能優(yōu)異。


圖1為當(dāng)本發(fā)明方法中粉粹機(jī)的轉(zhuǎn)子全部采用方形磨塊時(shí)所制得的球形石墨在 500-10000倍下的掃描電鏡圖；圖2為所用粉粹機(jī)的轉(zhuǎn)子采用方形磨塊與圓柱形磨塊交替排列制得的球形石墨 在500-10000倍下的掃描電鏡圖；圖3為加工前-195目鱗片石墨的掃描電鏡圖；圖4為-195目鱗片石墨經(jīng)本發(fā)明方法加工后的球形石墨掃描電鏡圖；圖5為每組裝置在聯(lián)機(jī)前的球化設(shè)備示意圖；圖6為采用本發(fā)明方法的聯(lián)機(jī)方式連接后的球化設(shè)備示意圖；圖7為每組裝置在聯(lián)機(jī)前的球化設(shè)備的局部圖；圖8為使用本發(fā)明方法的聯(lián)機(jī)方式進(jìn)行聯(lián)機(jī)后球化設(shè)備的局部圖。附圖標(biāo)記說明1-羅茨風(fēng)機(jī)；2-除塵器；3-旋風(fēng)分離器；4-粉碎機(jī)；5-下料斗；6-分級(jí)機(jī)；7-兩組設(shè)備之間的連接管；8-成品倉(cāng)；9-未聯(lián)機(jī)前人工加料路線。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。由于羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)葉具有相互嚙合向外鼓風(fēng)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，在使用過程中風(fēng)壓大而 風(fēng)量小，與其配套的18KW的電機(jī)風(fēng)壓可達(dá)19. 6KPa，是同類型離心風(fēng)機(jī)的三倍，因此，在風(fēng) 機(jī)出風(fēng)口風(fēng)力受阻或彎頭增多及臺(tái)套之間相互聯(lián)機(jī)時(shí)，風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)量和風(fēng)壓不受影響。物 料在設(shè)備管道中流速均勻，可在設(shè)備的粉碎腔內(nèi)高速摩擦碰撞，形成的球形度均一，很好的 避免了大長(zhǎng)徑比的片狀顆粒的產(chǎn)生。此外，羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓高(是普通離心風(fēng)機(jī)的2-3倍)， 可使物料流速快，在主粉碎整形室整形時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)的碰撞摩擦和切削次數(shù)成倍增加，可 使同一時(shí)間內(nèi)物料成形速度提高2-3倍，而整形過程完成的時(shí)間和加工遍次數(shù)也縮短了一 半，從而提高了單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量和生產(chǎn)效率。除此之外，羅茨風(fēng)機(jī)能夠很好地用于聯(lián)機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)。所謂的聯(lián)機(jī)通常是指將第 一臺(tái)設(shè)備的第一出料口與第二臺(tái)設(shè)備的進(jìn)風(fēng)口連接，第二臺(tái)設(shè)備的出料口與第三臺(tái)設(shè)備的 進(jìn)風(fēng)口連接，依此類推直至最后，從而實(shí)現(xiàn)在第一臺(tái)加原料，在最后一臺(tái)接成品料，中間過 程不需人來操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)。本發(fā)明方法中的球化過程采用了一種聯(lián)機(jī)方式的球化設(shè)備將鱗片石墨加工至粒 度為6-45 μ m的球狀或土豆?fàn)?。然而，目前的離心風(fēng)機(jī)和現(xiàn)有的行業(yè)內(nèi)普遍采用的聯(lián)機(jī)方式，由于風(fēng)壓小，會(huì)使物 料隨風(fēng)在流動(dòng)過程中會(huì)受到彎頭、粉碎盤、和分級(jí)葉輪的阻力的影響，導(dǎo)致物料流速不均 一，一部分物料滯留在管道內(nèi)或粉碎室下部，存在如下缺陷①物料整形過程時(shí)間延長(zhǎng)，物 料碰撞，切削，摩擦次數(shù)成倍增加，物料內(nèi)部由于切削碰撞而產(chǎn)生大量的納米級(jí)或亞納米級(jí) 石墨微細(xì)粒子，使物料的比表面積增大。②由于物料流動(dòng)速度不均勻，石墨顆粒成型度也不 均勻，就會(huì)產(chǎn)生大長(zhǎng)徑比的片狀顆?；虬魻畈灰?guī)則的顆粒，從而導(dǎo)致首次不可逆容量和內(nèi) 阻增大。③基于以上兩點(diǎn)缺陷，粉碎整形時(shí)間和遍次數(shù)增加，收率下降，耗電量增加，物料積 聚在粉碎室下部會(huì)使下部機(jī)體溫度升高，降低SKF軸承的使用壽命，使生產(chǎn)成本大幅提高。因此，本發(fā)明采用羅茨風(fēng)機(jī)代替了傳統(tǒng)的離心式風(fēng)機(jī)。本發(fā)明的球化設(shè)備包括η組裝置，每組裝置由羅茨風(fēng)機(jī)、除塵器、旋風(fēng)分離器和粉 粹機(jī)順次連接組成。每相連的兩組之間，上一組裝置中旋風(fēng)分離器的下料口與下一組裝置中粉碎機(jī)的 進(jìn)料口相連。η為3-18之間的整數(shù)。優(yōu)選，η為4、6或18。在所述旋風(fēng)分離器和粉碎機(jī)之間還可設(shè)有分級(jí)機(jī)。當(dāng)所述旋風(fēng)分離器和粉碎機(jī)之間還設(shè)有分級(jí)機(jī)時(shí)，所述分級(jí)機(jī)的下料口與所述粉 碎機(jī)的出料口相連。采用羅茨風(fēng)機(jī)與粉粹機(jī)(特別是ACM粉碎機(jī))相配套來生產(chǎn)球型石墨來代替離心 式風(fēng)機(jī)和QWJ配套生產(chǎn)球形石墨，其加工遍次數(shù)只需15-20次，低于原來的30-60次。未采用本發(fā)明的聯(lián)機(jī)方式進(jìn)行聯(lián)機(jī)的球化設(shè)備如圖5所示，在生產(chǎn)過程中，工作 人員需要將前一組裝置的出料運(yùn)送到下一組裝置的進(jìn)料口，即從旋風(fēng)分離器的出料口運(yùn)到下一組裝置的粉碎機(jī)的進(jìn)料口。例如，如圖5所示，工作人員需在第1組裝置旋風(fēng)分離器的出料口將出料運(yùn)送到第 2組裝置粉碎機(jī)的進(jìn)料口，這不但勞民傷財(cái)，還有可能污染環(huán)境和破壞工作人員的身體健康。本發(fā)明的聯(lián)機(jī)方法具有以下特征①采用羅茨風(fēng)機(jī)，使物料流速加快，物料顆粒運(yùn) 動(dòng)速度均勻，研磨時(shí)間縮短，收率提高，物料的比表面積減小，首次不可逆容量損失和內(nèi)阻 減少，加工次數(shù)少成本也大幅下降。②聯(lián)機(jī)采用新方法先將第二臺(tái)機(jī)的主機(jī)中腰部旋轉(zhuǎn) 180度，再將第一臺(tái)機(jī)的出料口與第二臺(tái)機(jī)的進(jìn)料口(而非進(jìn)風(fēng)口)連接，依此類推一直連 至最后一臺(tái)。這種方法克服了由于受到粉碎盤和主分葉輪及彎頭的阻力影響而使物料滯留 在粉碎室下部的缺陷。在本發(fā)明方法中，所述分級(jí)機(jī)選自但不限制于氣流分級(jí)機(jī)、射流式分級(jí)機(jī)、亞微米 分級(jí)機(jī)和超微米氣流分級(jí)機(jī)中的一種或多種的組合。所述粉粹機(jī)選自但不限制于氣流粉碎機(jī)、高壓磨粉機(jī)、高壓棒式機(jī)械粉碎機(jī)、低速 球化粉碎機(jī)、氣流渦旋粉碎機(jī)、超微粉碎機(jī)、超微球磨機(jī)、內(nèi)分級(jí)沖擊式微粉粉碎機(jī)和擺式 磨粉機(jī)中的一種或多種的組合。優(yōu)選粉碎機(jī)為ACM-30、ACM-50和ACM-60中的一種或多種 的組合。其中，所述粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)子上的磨塊是方形磨塊、圓柱形磨塊或二者的組合。當(dāng)轉(zhuǎn)子上的磨塊為方形磨塊和圓柱形磨塊的組合時(shí)，存在以下兩種情況同一臺(tái)粉碎機(jī)上的轉(zhuǎn)子的磨塊既有方形磨塊又有圓柱形磨塊，圓柱形磨塊與方形 磨塊等距交替排列；或者，相連的兩個(gè)粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子的磨塊分別為方形磨塊和圓柱形磨塊。圓柱形磨塊的加工可以根據(jù)需要自行制作，在本發(fā)明方法中，其加工方法為將 圓形材料的兩邊平行切去2. 5mm，在中心鉆直徑為Ilmm的孔，然后再鉆深22mm、直徑為 17mm的沉孔；在沉孔的對(duì)面，距邊5mm處，兩邊各平行刨出寬、深各5mm的槽，最后淬火到 HRC60 62。相似地，方形磨塊的加工可以根據(jù)需要自行制作，在本發(fā)明方法中，其加工方法 為在方形材料的中心鉆直徑為Ilmm的孔，然后鉆深為22mm、直徑為17mm的沉孔，在沉孔 的對(duì)面，距邊5mm處，兩邊各刨出寬、深均為5mm的槽，最后淬火到HRC60 62。所述羅茨風(fēng)機(jī)是為二葉或三葉羅茨式鼓風(fēng)機(jī)，其性能參數(shù)為轉(zhuǎn)速730-1450r/min， 風(fēng)量為 13. 7-50. 96m3/min,電機(jī)功率為 5. 5-55KW。球形石墨生產(chǎn)還包括提純過程，本發(fā)明的提純過程是將石墨的含碳量提高至 99. 95-99. 995% ο在本發(fā)明的提純過程中，提純反應(yīng)所用的反應(yīng)設(shè)備為聚乙烯反應(yīng)罐，反應(yīng)時(shí)間根 據(jù)情況可為15-24小時(shí)。而傳統(tǒng)方法則采用碳鋼內(nèi)襯四氟乙烯反應(yīng)釜，二者之間的本質(zhì)區(qū) 別在于①碳鋼反應(yīng)釜最大容積為1500升，一次最多加料量為800公斤；而聚乙烯反應(yīng)罐 容積最大可達(dá)6立方米，一次加料量最多可以達(dá)到1. 8噸以上，其單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量提高了一 倍多；②碳鋼反應(yīng)釜用電加熱棒將反應(yīng)釜夾層內(nèi)的導(dǎo)熱油加熱，導(dǎo)熱油將熱量傳導(dǎo)給內(nèi)部 物料使內(nèi)部物料溫度升高，其傳導(dǎo)熱效率較低，一般只有50%，而本發(fā)明生產(chǎn)方法中采用蒸 汽直接通入聚乙烯反應(yīng)罐物料中加熱，其熱效率可以達(dá)到90%以上。③傳統(tǒng)的碳鋼反應(yīng)釜
7中物料混合均勻的方法是用碳鋼機(jī)械攪拌外襯四氟乙烯層用7. 5KW電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；而本發(fā) 明生產(chǎn)方法是將壓縮機(jī)的高壓氣體直接通入物料中用于將物料混合均勻，通入方式是將高 壓氣體從反應(yīng)罐的上部和下部同時(shí)通入，上部高壓氣體從側(cè)部吹入使物料沿罐壁轉(zhuǎn)動(dòng)，下 部氣體從反應(yīng)罐下料口處直接吹入使物料在反應(yīng)過程中始終處于沸騰狀態(tài)，物料在此種狀 態(tài)下可混合均勻，且與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式相比此種方法維修費(fèi)用低，不用電，其成本低廉，操 作簡(jiǎn)單。本發(fā)明方法的提純反應(yīng)所用的酸溶液與傳統(tǒng)方法也有區(qū)別。在本發(fā)明中，提純反 應(yīng)是通過酸性水溶液與物料的兩次反應(yīng)來除去石墨中的雜質(zhì)。第一次反應(yīng)是采用HF水溶液和HCl水溶液按1 2_2 1的重量比混合的水溶 液來除去球形石墨中的雜質(zhì)，其中的主要雜質(zhì)為二氧化硅，從而使含碳量達(dá)到99. 9%以上； 而第二次反應(yīng)采用HCl水溶液與HNO3水溶液按1 6 3 18或6 18 2 6的重 量比混合的水溶液，除去雜質(zhì)的主要成分為有害金屬元素和非金屬元素，使雜質(zhì)的含量降 低到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)范圍內(nèi)。本發(fā)明方法中的提純反應(yīng)所用的酸與目前常用的生產(chǎn)方法根 本區(qū)別在于在第二次提純反應(yīng)中不使用H2S04。這是因?yàn)镃a離子與硫酸根離子可生成微 溶于水的CaSO4,而微溶于水的CaSO4在第二次提純中不能在離心洗滌過程中完全除去；此 外，Al3+在酸性溶液中以鋁酸(H3AlO3)的形式存在，鋁酸不溶于水，而Al3+在堿性溶液中以 氫氧化鋁[Al(OH)3]的形式存在，也不溶于水，因此這兩種物質(zhì)也不能通過離心洗滌完全除 去，這也是用H2SO4來提純而Al和Ca經(jīng)常超標(biāo)的主要原因。而在本發(fā)明中第二次提純所用 的HNO3與雜質(zhì)生成的硝酸鹽均溶于水，均可通過離心洗滌將其除去，而各種元素含量也均 可達(dá)到指標(biāo)要求。其中，所述提純反應(yīng)采用酸性水溶液與物料進(jìn)行兩次反應(yīng)，所述酸性水溶液選自 鹽酸、氫氟酸、硝酸或硫酸中的一種或多種混合的水溶液；所述酸性水溶液的總量物料 水的重量比為1-6 2-8 1-6。本發(fā)明中用到的酸的水溶液均為市售工業(yè)級(jí)酸性水溶液，通常，稀鹽酸水溶液的 濃度為按重量計(jì)10%，氫氟酸水溶液的濃度為按重量計(jì)47%，稀硝酸水溶液的濃度為按重 量計(jì)30%，稀硫酸水溶液的濃度為按重量計(jì)65%，濃硫酸水溶也濃度為按重量計(jì)92-98%。所述提純反應(yīng)的溫度為80-150°C，第一次反應(yīng)所用的酸性水溶液為HF水溶液與 HCl水溶液按1 2-2 1的重量比混合的酸性水溶液，第二次反應(yīng)所用的酸性水溶液為 HCl水溶液與HNO3水溶液按1-6 3-18或6-18 2_6的重量比混合的酸性水溶液?？傮w上，本發(fā)明的生產(chǎn)球形石墨的方法包括以下步驟1、將-100目 80目碳量為90-99%的鱗片石墨投入篩分機(jī)過80目篩網(wǎng)；2、將篩后的石墨粉加入粉粹機(jī)進(jìn)行粗碎、精碎、整形制球(特別是采用ACM-60機(jī) 進(jìn)行粗碎、ACM-50機(jī)進(jìn)行精碎、ACM-30進(jìn)行整形制球)，將石墨加工至粒度為6_45 μ m的球 狀或土豆?fàn)睢?、將加工后的石墨按比例與混合酸在反應(yīng)罐內(nèi)反應(yīng)10-15小時(shí)，再脫水洗滌至中 性，然后進(jìn)入常規(guī)的烘干程序。實(shí)施例1 將規(guī)格為-100目含碳量為95%的鱗片石墨先過80目篩網(wǎng)，使用如圖6所示的球 化設(shè)備對(duì)石墨進(jìn)行球化整形。圖6為18組裝置采用本發(fā)明方法的聯(lián)機(jī)方式進(jìn)行聯(lián)機(jī)的球
8化設(shè)備。這18組裝置是從左向右依次排列為第1組、第2組、第3組......第18組。在
第6組裝置和第7組裝置之間配有集中除塵器。第1-4組裝置依次包括羅茨風(fēng)機(jī)(1)、除塵器⑵、旋風(fēng)分離器(3)和粉碎機(jī)⑷， 其中這4組中的粉碎機(jī)(4)均為ACM60機(jī)，其轉(zhuǎn)子上的磨塊均為方形磨塊；各組裝置之間的 連接為前一組裝置的旋風(fēng)分離器的下料口與下一組裝置粉碎機(jī)的進(jìn)料口相連。例如，第1 組裝置旋風(fēng)分離器的下料口與第2組裝置粉碎機(jī)的進(jìn)料口相連，第2組裝置旋風(fēng)分離器的 下料口與第3組裝置粉碎機(jī)的進(jìn)料口相連，依此類推，直到第4組。第5-10組裝置依次包括羅茨風(fēng)機(jī)1、除塵器2、旋風(fēng)分離器3、分級(jí)機(jī)6和粉碎機(jī) 4，其中這6組裝置中的粉碎機(jī)為ACM50機(jī)，其轉(zhuǎn)子上的磨塊也均為方形磨塊。這6組裝置 的聯(lián)機(jī)方式為前一組裝置分級(jí)機(jī)的下料口與下一組裝置的粉碎機(jī)的進(jìn)料口相連。例如第5 組裝置分級(jí)機(jī)的下料口與第6組裝置的粉碎機(jī)的進(jìn)料口相連，第6組分級(jí)機(jī)的下料口與第 7組裝置粉碎機(jī)的進(jìn)料口相連，依此類推，直到第10組。第11-18組裝置與第5-10組裝置一樣，不同的是第11_18組裝置中的粉碎機(jī)4為 ACM30機(jī)，每臺(tái)粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)子上的磨塊為方形磨塊和圓柱形磨塊的組合，方形磨塊與圓柱形 磨塊等距交替排列。或者第11-18組裝置中的ACM-30機(jī)轉(zhuǎn)子上的磨塊均為方形磨塊以對(duì) 比。球化后的產(chǎn)品收集在成品倉(cāng)中。具體操作如下將篩過的鱗片石墨投入ACM-60機(jī)中進(jìn)行粗破碎，再沿管道進(jìn)入ACM-50機(jī)系統(tǒng)進(jìn) 行精碎，最后進(jìn)入ACM-30機(jī)系統(tǒng)對(duì)顆粒的表面整形和球化，最終顆粒收集在成品倉(cāng)中。將1. 6噸物料和800公斤水加入聚乙烯塑料罐內(nèi)，依次加入濃度為按重量計(jì)47% 的氫氟酸水溶液200公斤，濃度為按重量計(jì)10%的鹽酸水溶液400公斤，先通入壓縮氣體 使物料混合均勻，再通入蒸汽反應(yīng)12小時(shí)后放料離心洗滌至中性，再將洗滌后的物料投入 反應(yīng)罐，并加入濃度為按重量計(jì)10%的鹽酸水溶液300公斤和濃度為按重量計(jì)30%的HNO3 水溶液100公斤，反應(yīng)6小時(shí)后，加入市售濃硝酸水溶液(濃度為按重量計(jì)65% ) 15公斤作 為氧化劑以除去上述兩個(gè)反應(yīng)不能除去的金屬雜質(zhì)，在80-150°C的溫度下反應(yīng)18小時(shí)，再 離心分離并用純水洗滌至中性，烘干，得到高純度的球形石墨。按GB/T3521-95方法測(cè)得其 含碳量為99. 985%，灰份小于0. 05%。采用激光粒度分布儀測(cè)量其D50值，采用BET法測(cè) 試其比表面積為4 7m2/g，采用Quantachrome AutoTap振實(shí)密度儀測(cè)得粉體的振實(shí)密度 為0. 9 1. 04g/ml，用PlasmalOOO型ICP-AES測(cè)試其微量元素指標(biāo)如表1所示 從表1可以看出，所得產(chǎn)品的各種理化指標(biāo)數(shù)值均達(dá)或超出了行業(yè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。圖1為所用粉粹機(jī)ACM-30的轉(zhuǎn)子全部采用方形磨塊制得的球形石墨在1000倍下的掃描電鏡圖，從圖1可以看出，這些石墨的形態(tài)大部分為球形或類球形或者是土豆形，但 碎片較多且有些球已經(jīng)被打碎。圖2為所用粉粹機(jī)ACM-30的轉(zhuǎn)子采用方形磨塊與圓柱形磨塊的組合而制得的球 形石墨在1000倍下的掃描電鏡圖。從圖2可以看出，這些石墨的形態(tài)均為球形或土豆形， 且無碎片。采用常規(guī)方法對(duì)制得的這兩種球形石墨分別進(jìn)行首次可逆容量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。用方形 磨塊制得的球形石墨的首次可逆容量檢測(cè)結(jié)果如表2所示；用方形磨塊與圓柱形磨塊的組 合而制得的球形石墨的首次可逆容量檢測(cè)結(jié)果如表3所示。表2 表 3 由表2和表3對(duì)比可以看出，用方形磨塊與圓柱形磨塊的組合所生產(chǎn)的球形石墨 其充放電容量和循環(huán)效率比單純用方形磨塊生產(chǎn)的球形石墨要高，電化學(xué)性能的其它方面 也比單純用方形磨塊的優(yōu)越。實(shí)施例2將規(guī)格為-195目含碳量為90%的鱗片石墨(如圖3所示)先過100目篩網(wǎng)，再 使用由從左到右依次排列的9組裝置組成的球化設(shè)備進(jìn)行球化整形。該球化裝置的聯(lián)機(jī)方 式為第1組裝置中旋風(fēng)分離機(jī)的下料口與第2組裝置粉碎機(jī)的進(jìn)料口相連，第2組裝置旋 風(fēng)分離機(jī)的下料口與第3組裝置粉碎機(jī)的進(jìn)料口相連，依次類推，直至第9組裝置。其中， 粉粹機(jī)從第1組裝置至第9組裝置依次使用3臺(tái)ACM-60機(jī)，3臺(tái)ACM-50機(jī)和3臺(tái)ACM-30 機(jī)。其中每臺(tái)ACM-30機(jī)的轉(zhuǎn)子上的磨塊為方形磨塊與圓柱形磨塊的組合，具體是方形磨塊 與圓柱形磨塊等距交替排列，而ACM-60和ACM-50機(jī)均采用方形磨塊作為轉(zhuǎn)子的磨塊。即 第1-3組裝置的粉碎機(jī)為ACM-60機(jī)，這三臺(tái)ACM-60機(jī)的轉(zhuǎn)子的磨塊均為方形；第4_6組裝 置的粉碎機(jī)為ACM-50機(jī)，這三臺(tái)ACM-50機(jī)的轉(zhuǎn)子的磨塊也均為方形；第7-9組裝置的粉碎 機(jī)為ACM-30機(jī)，每臺(tái)ACM-30機(jī)的轉(zhuǎn)子的磨塊既有方形，又有圓柱形，其中，方形磨塊和圓柱形磨塊等距交替排列。將2噸物料1. 5噸水加入聚乙烯塑料罐內(nèi)，依次加入濃度為按重量計(jì)47%的氫氟 酸水溶液400公斤，濃度為按重量計(jì)10%的鹽酸水溶液200公斤，通入蒸汽和壓縮氣體反 應(yīng)14小時(shí)后放料離心洗滌至中性，將洗至中性的濕料再投入反應(yīng)罐，加入濃度為按重量計(jì) 10%的鹽酸水溶液300公斤和濃度為按重量計(jì)30%的HNO3水溶液100公斤，反應(yīng)6小時(shí) 后，加入市售濃硝酸水溶液(濃度為按重量計(jì)65% ) 18公斤作為氧化劑以除去上述兩個(gè)反 應(yīng)不能除去的金屬雜質(zhì)，在80-150°C的溫度反應(yīng)20小時(shí)，再用純水洗滌，烘干，得到高純度 的球形石墨(如圖4所示)。按GB/T3521-95方法測(cè)得所得球形石墨的含碳量大于99. 95%，灰份小于0. 05%; 采用激光粒度分布儀得到其D50值，采用BET法測(cè)試其比表面積為4 7m2/g，采用 Quantachrome AutoTap振實(shí)密度儀測(cè)得粉體的振實(shí)密度為0. 9 1. 04g/ml。用PlasmalOOO 型ICP-AES測(cè)試其微量元素指標(biāo)如表4所示。表 4 從表4中可以看出所得球形石墨的純度較高，已經(jīng)達(dá)到99. 968%，其鐵、鋁、銅等 微量元素的指標(biāo)含量也較低，達(dá)到或低于行業(yè)內(nèi)控制標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例3將規(guī)格為+100目含碳量為97%的鱗片石墨先過50目篩網(wǎng)，再進(jìn)入由從左到右依 次排列的6組裝置組成的球化設(shè)備進(jìn)行球化整形。該球化裝置的聯(lián)機(jī)方式與實(shí)施例2類 似，即第1組裝置旋風(fēng)分離器的下料口與第2組裝置粉碎機(jī)的進(jìn)料口相連，第2組裝置旋風(fēng) 分離器的下料口與第3組裝置粉碎機(jī)的進(jìn)料口相連，依此類推，直到第6組裝置，其中，粉粹 機(jī)依次使用2臺(tái)ACM-60機(jī)，2臺(tái)ACM-50機(jī)和2臺(tái)ACM-30機(jī)。2臺(tái)ACM-30機(jī)的轉(zhuǎn)子上的磨 塊，一個(gè)均為方形磨塊，一個(gè)均為圓柱形磨塊。而ACM-60和ACM-50機(jī)的轉(zhuǎn)子上的磨塊均為 方形磨塊。鱗片石墨先進(jìn)入ACM-60機(jī)中進(jìn)行粗破碎，再沿管道進(jìn)入ACM-50機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行精碎， 最后進(jìn)入ACM-30機(jī)系統(tǒng)對(duì)顆粒的表面整形和球化。將1. 2噸物料和600公斤水加入聚乙烯塑料罐內(nèi)，按比例依次加入氫氟酸水溶液 150公斤，鹽酸水溶液250公斤，在80-110溫度下反應(yīng)10小時(shí)，再離心洗滌；洗滌后將濕料 再次投入反應(yīng)罐中，加入600公斤純水，再加入300公斤市售稀鹽酸水溶液和100公斤市售 稀硝酸水溶液，反應(yīng)6小時(shí)，后再放料用純水洗滌，得到高純度的球形石墨。以上所用各種 酸的水溶液濃度與前例相同。按GB/T3521-95方法測(cè)得其含碳量可達(dá)99. 991%，灰份小于 0.01% ；采用激光粒度分布儀得到其D50值均在目標(biāo)范圍內(nèi)，采用BET法測(cè)試其比表面積為 4 7m2/g，采用Quantachrome AutoTap振實(shí)密度儀測(cè)得粉體的振實(shí)密度為0. 9 1. 04g/ ml。用PlasmalOOO型ICP-AES測(cè)試其微量元素指標(biāo)如表5所示。
11 從表5可以看出，所得球形石墨的純度達(dá)到了超高純99. 99%以上。對(duì)比例1采用與實(shí)施例3相同的聯(lián)機(jī)方式和原料以及操作條件，但提純反應(yīng)中所 用的酸中混入硫酸。具體為將1.2噸物料和600公斤水加入聚乙烯塑料罐內(nèi)，按比例依次加入氫氟酸 水溶液150公斤，鹽酸水溶液250公斤，加入濃硝酸水溶液60公斤；在80-110溫度下反應(yīng) 10小時(shí)，再離心洗滌；洗滌后將濕料再次投入反應(yīng)罐中，加入600公斤純水，再加入240公 斤市售濃硫酸水溶液(濃度為按重量計(jì)92-98%，)，反應(yīng)3小時(shí)，然后再放料用純水洗滌， 得到高純度的球形石墨。以上所用除稀硫酸外的其他各種酸的水溶液濃度與前例相同。按 GB/T3521-95方法測(cè)得其含碳量可達(dá)99. 991%,灰份小于0. 01 % ；采用激光粒度分布儀得 到其D50值均在目標(biāo)范圍內(nèi)，采用BET法測(cè)試其比表面積為4 7m2/g，采用Quantachrome AutoTap振實(shí)密度儀測(cè)得粉體的振實(shí)密度為0. 9 1. 04g/ml。用PlasmalOOO型ICP-AES 測(cè)試其微量元素指標(biāo)如表6所示。表6 由表6可以看出，提純過程中第二次采用硫酸水溶液雖然同樣可以達(dá)到99. 99% 的純度，但因硫酸鈣微溶于水，加之氫氧化鋁在酸堿性溶液中都能存在的特性，所測(cè)得的球 形石墨中微量元素鋁和鈣是超標(biāo)的(行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)小于50PPM)。本發(fā)明的球形石墨的生產(chǎn)方法具有以下優(yōu)點(diǎn)1)采用羅茨風(fēng)機(jī)代替離心式風(fēng)機(jī)使其風(fēng)壓增加，物料在機(jī)器內(nèi)部和管道內(nèi)因風(fēng) 壓力的作用而活性提高，單位時(shí)間內(nèi)物料在粉碎球化室內(nèi)與定子和塊形轉(zhuǎn)子接觸的次數(shù)更 多，即同樣條件下，石墨顆粒在粉碎室內(nèi)經(jīng)碰撞、摩擦、切削等整形的次數(shù)更多，使物料成形 的時(shí)間短，速度快，經(jīng)分級(jí)后成為性能優(yōu)異的負(fù)極材料。2)由于石墨粉碎、整形的遍次數(shù)大大減少(只需15-20次，遠(yuǎn)低于原來的30-60 次)，使得用電量減少，成本大幅下降，生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的納米級(jí)和亞納米級(jí)石墨粒子也 大大減少，最終經(jīng)分級(jí)后留在負(fù)極材料中的不規(guī)則形狀亞納米級(jí)石墨粒子極少，而產(chǎn)品的 比表面積因其具有相對(duì)更少的石墨粒子而減小，使石墨作為電池負(fù)極材料時(shí)的比容量增 加。
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3)采用正向聯(lián)機(jī)的方式，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。物料在加工制備過程中不經(jīng)過 人工操作，杜絕了人為混入雜質(zhì)，同時(shí)管道正向聯(lián)機(jī)和風(fēng)壓的加大改變了行業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)的操 作方式，使物料在流動(dòng)過程中不會(huì)因彎頭和阻力的增加而使部分物料滯留在粉碎室下部， 石墨顆粒在管道的球化機(jī)內(nèi)的活性和流動(dòng)速度均一，成形后物料顆粒的球形度趨于一致， 物料中的片狀和棒狀等不規(guī)則顆粒大大減少，物料的壓實(shí)密度因此也相對(duì)提高，形成具有 大的長(zhǎng)徑比的片狀顆粒的機(jī)率降低，循環(huán)性能和快速充放電性能相對(duì)提高。由于物料中的 納米級(jí)和亞納米級(jí)石墨粒子減少，球型石墨物料在做成電池時(shí)有較小的內(nèi)阻，從而也使循 環(huán)性能和快速充放電性能提高。4)粉碎機(jī)(特別是ACM-30)中采用圓柱形磨塊來造球，整形。該方法使球型石墨 的生產(chǎn)更趨于合理化，所生產(chǎn)出的石墨微球的球形度更好，比表面積小，比容量也更高。石 墨中的碎片和不規(guī)則顆粒也相對(duì)較少。用這種球型石墨加工而成的負(fù)極材料的電化學(xué)性能 較好，比容量高，不可逆容量則較低。5)集中收集除塵粉。用羅茨風(fēng)機(jī)的負(fù)壓將除塵粉引到一個(gè)除塵器中通過除塵器 下料口收集在一起，使車間空氣中的粉塵顆粒的濃度大幅度降低，除塵粉顆粒自然飛入球 形石墨物料中的數(shù)量減小，球型石墨物料中的亞微米級(jí)和納米級(jí)的石墨粒子因此而相對(duì)減 少，也使充放電性能和循環(huán)性能更好。采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的球形石墨具有安全性能高，比表面積小，有害元素含量低， 包覆并用于負(fù)極材料以后其電化學(xué)性能良好，首次不可逆容量損失減少，充放電性能和循 環(huán)性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限制性 的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多改變， 修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種球形石墨的生產(chǎn)方法，包括球化過程和提純過程，其特征在于，所述方法是使用球化設(shè)備將石墨加工至粒度為6 45μm的球狀、類球狀或土豆?fàn)钍?，并?jīng)提純過程使其純度達(dá)99.95 99.995％；其中，所述球化設(shè)備包括n組裝置，每組裝置由羅茨風(fēng)機(jī)、除塵器、旋風(fēng)分離器和粉粹機(jī)順次連接組成；每相連的兩組之間，上一組裝置中旋風(fēng)分離器的下料口與下一組裝置中粉碎機(jī)的進(jìn)料口相連；n為3 18之間的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形石墨的生產(chǎn)方法，其特征在于，在所述旋風(fēng)分離器和粉碎機(jī)之間還設(shè)有分級(jí)機(jī)；當(dāng)所述旋風(fēng)分離器和粉碎機(jī)之間還設(shè) 有分級(jí)機(jī)時(shí)，所述分級(jí)機(jī)的下料口與所述粉碎機(jī)的出料口相連；η 為 4、6 或 18。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球形石墨的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述分級(jí)機(jī)是氣流分級(jí) 機(jī)、射流式分級(jí)機(jī)、亞微米分級(jí)機(jī)或超微米氣流分級(jí)機(jī)中的一種或多種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形石墨的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述提純過程中采用壓 縮空氣的攪拌方式攪拌進(jìn)行提純反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的球形石墨的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述提純反應(yīng)采用酸性 水溶液與物料進(jìn)行兩次反應(yīng)，所述酸性水溶液選自鹽酸、氫氟酸、或硝酸中的一種或多種混 合的水溶液；所述酸性水溶液的總量物料水的重量比為1-6 2-8 1-6。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的球形石墨的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述提純反應(yīng)的溫度 為80-150°C，第一次反應(yīng)所用的酸性水溶液為市售稀HF水溶液與市售稀HCl水溶液按 1-2 2-1的重量比混合的水溶液，第二次反應(yīng)所用的酸性水溶液為市售稀HCl水溶液與市 售稀HNO3水溶液按3-18 1-6的重量比混合的水溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的球形石墨的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述提純反應(yīng)在聚乙烯 反應(yīng)罐中進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間根據(jù)情況可為15-24小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形石墨的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述粉粹機(jī)為氣流粉碎機(jī)、高壓磨粉機(jī)、高壓棒式機(jī)械粉碎機(jī)、低速球化粉碎機(jī)、氣流 渦旋粉碎機(jī)、超微粉碎機(jī)、超微球磨機(jī)、內(nèi)分級(jí)沖擊式微粉粉碎機(jī)、擺式磨粉機(jī)中的一種或 多種的組合；優(yōu)選所述粉碎機(jī)為ACM-30、ACM-50和ACM-60中的一種或多種的組合；所述粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)子上的磨塊是方形磨塊、圓柱形磨塊或二者的組合；所述羅茨風(fēng)機(jī)是為二葉或三葉羅茨式鼓風(fēng)機(jī)，其性能參數(shù)為轉(zhuǎn)速730-1450r/min，風(fēng)量 為 13. 7-50. 96m3/min,電機(jī)功率為 5. 5-55KW。
9.用權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的球形石墨的生產(chǎn)方法制備的球形石墨。
10.用權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的球形石墨生產(chǎn)方法制備的球形石墨作為鋰離子電 池負(fù)極材料的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種球形石墨的生產(chǎn)方法，該方法采用球化設(shè)備將石墨加工至粒度為10-45μm的球狀或土豆?fàn)睿銮蚧O(shè)備包括n組裝置，每組裝置由羅茨風(fēng)機(jī)、除塵器、旋風(fēng)分離器和粉粹機(jī)順次連接組成；第n-1組裝置中旋風(fēng)分離器的下料口與第n組裝置中粉碎機(jī)的進(jìn)料口相連。本發(fā)明方法中間不需要人員操作，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量更高，效率更高，成本更低，實(shí)現(xiàn)了整條生產(chǎn)線自動(dòng)封閉的生產(chǎn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的球形石墨具有球形度更好，振實(shí)密度更高，比容量大，比表面積小，具有優(yōu)良的嵌、脫鋰能力和循環(huán)穩(wěn)定性，比容量大于350mAh/g，循環(huán)500次容量保持率大于80％。
文檔編號(hào)C01B31/04GK101905883SQ20101025437
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者王慶海, 王景柱, 趙振宇, 陳瑞 申請(qǐng)人:黑龍江省牡丹江農(nóng)墾奧宇石墨深加工有限公司