应用于负极材料领域的原料焦及制备方法与流程

allin2025-03-17  25


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。



技术特征:

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%;


技术总结
本发明公开了应用于负极材料领域的原料焦及制备方法,包括软沥青、重相沥青和精制沥青的或多种组合物。该方法扩大生焦原料来源,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;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;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。

技术研发人员:杨梅,代晓玉,赵士夺,李浩杰,冯国
受保护的技术使用者:平顶山旭阳新材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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