本发明涉及负极材料,具体为应用于负极材料领域的原料焦及制备方法。
背景技术:
1、随着节能减排政策的大力推行,被誉为第三代绿色电源的锂电池,在新能源行业受到青睐,广泛地应用于手机、笔记本等数码行业,电动汽车等动力电池行业和错峰调电、基站、储存风电、太阳能电的储能行业。
2、锂电池中的负极材料煤沥青脂肪烃含量高于石油沥青,一定量的脂肪烃可以降低中间相阶段体系粘度,增大体系流动性,有利于中间相的发展,但是,过高的脂肪烃含量致使中间相的反应活性过高,难以合理控制焦化压力、时间、温度,导致碳化反应速度快,中间相在较低温度下快速生成并快速固化,更容易形成较多镶嵌组织结构,因此,提出一种煤沥青组分,实现不同微观结构含量和电池容量的锂电负极原料焦,提高煤沥青资源的加工和利用水平,增加煤化工的高附加值产品,延长煤炭产业链条。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明提供了应用于负极材料领域的原料焦及制备方法。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:应用于负极材料领域的原料焦,包括软沥青、重相沥青和精制沥青。
3、优选的,包括软沥青、重相沥青和精制沥青的一种或多种组合物。
4、原料焦的制备方法,该方法包括:
5、s1:将熔融的沥青送入管式炉中,开启注水泵,使炉管内充满水,形成高流速水流;
6、s2:调节管式炉温度,使其在短时间内达到焦化反应所需的温度 ;
7、s3:控制沥青进料速度,确保沥青在管式炉中停留时间 (10—20h),使焦化反应延迟到焦炭塔中进行,逐渐经热解及缩聚形成中间相小球体,由于焦炭塔压力较低 (0.3mpa),焦化反应速度较慢,有利于形成中间相小球体;
8、s4:焦化过程中产生的油气从焦炭塔顶部进入分馏塔,进行分馏,获得焦化重油、焦化轻油、焦化煤气等产品;
9、s5:将焦炭塔中的焦炭球体送入拉焦成型装置,开启循环油泵和水蒸气发生器,小球体再经高温热处理逐渐融并后,循环油与水蒸气在焦炭球体表面形成一层液膜,被高流速的循环油与水蒸气拉焦成型;
10、s6:将拉焦成型的焦炭送入干燥和冷却装置,去除焦炭中的水分和挥发分,并将焦炭冷却至室温;
11、s7:将干燥冷却后的焦炭进行破碎和筛分,得到不同粒度的负极原料焦。
12、优选的,原料为软沥青和重相沥青,质量比为30:70,原料焦的镶嵌结构含量为:20%;
13、步骤s2具体包括,焦炭塔压力为:0.3mpa;
14、步骤s1具体包括,原料进料时间为:1h-5h;
15、管式炉起始温度为: 300-400℃;
16、管式炉终温为: 500-600℃之间;
17、管式炉升温速率为: 1-10℃/min。
18、优选的,原料为软沥青,原料焦的镶嵌结构含量为:40%;
19、步骤s2具体包括,焦炭塔压力为:0.3mpa;
20、步骤s1具体包括,原料进料时间为:1h-5h;
21、管式炉起始温度为: 300-400℃;
22、管式炉终温为: 500-600℃之间;
23、管式炉升温速率为: 1-10℃/min。
24、优选的,原料为软沥青+精制沥青,质量比为60:40,原料焦的镶嵌结构含量为:60%;
25、步骤s2具体包括,焦炭塔压力为:0.3mpa;
26、步骤s1具体包括,原料进料时间为:1h-5h;
27、管式炉起始温度为: 300-400℃;
28、管式炉终温为: 500-600℃之间;
29、管式炉升温速率为: 1-10℃/min。
30、优选的,原料为精制沥青,原料焦的镶嵌结构含量为:75%;
31、步骤s2具体包括,焦炭塔压力为:0.3mpa;
32、步骤s1具体包括,原料进料时间为:1h-5h;
33、管式炉起始温度为: 300-400℃;
34、管式炉终温为: 500-600℃之间;
35、管式炉升温速率为: 1-10℃/min。
36、与现有技术对比,本发明具备以下有益效果:
37、1、扩大生焦原料来源,提升低值物料利用效果,如使用中温沥青、软沥青等制备生焦;
38、目前生焦微观结构含量多在80%左右,扣电检测容量多为354 mah/g以上;
39、本方法适用于生产针状焦是焦炭塔,即,在针状焦原料供应不足或针状焦产品市场行情较差时,可以使用焦炭塔生产针状焦以外的新产品,即应用于负极材料领域的原料焦。
1.应用于负极材料领域的原料焦,其特征在于,包括软沥青、重相沥青和精制沥青。
2.根据权利要求1所述的应用于负极材料领域的原料焦,其特征在于:包括软沥青、重相沥青和精制沥青的或多种组合物。
3.原料焦的制备方法,采用如权利要求1或2所述的应用于负极材料领域的原料焦,其特征在于,该方法包括:
4.根据权利要求3所述的原料焦的制备方法,其特征在于:原料为软沥青和重相沥青,质量比为30:70,原料焦的镶嵌结构含量为:20%;
5.根据权利要求3所述的原料焦的制备方法,其特征在于:原料为软沥青,原料焦的镶嵌结构含量为:40%;
6.根据权利要求3所述的原料焦的制备方法,其特征在于:原料为软沥青和精制沥青,质量比为60:40,原料焦的镶嵌结构含量为:60%;
7.根据权利要求3所述的原料焦的制备方法,其特征在于:原料为精制沥青,原料焦的镶嵌结构含量为:75%;