石墨化爐在針狀焦材料發(fā)展中有不可缺少的作用　　石墨化爐熱處理過的針狀焦作為一種新型炭材料，因其易于石墨化、電導(dǎo)率高、價(jià)格低廉、灰分低等優(yōu)異特性，逐漸成為一種優(yōu)質(zhì)的鋰離子電池負(fù)極材料wu,且已占據(jù)日本近60%的市場.近期，國內(nèi)在針狀焦的生產(chǎn)技術(shù)上取得了較大突破，實(shí)現(xiàn)了規(guī)模生產(chǎn)，但其用作鋰離子電池負(fù)極材料的研究較少.　　一般軟炭(如瀝青焦、石油焦等)經(jīng)過2500?3000℃的石墨化爐熱處理后，會轉(zhuǎn)化為石墨結(jié)構(gòu)，但該過程極其復(fù)雜，既涉及石墨微晶在徑/軸向的有序排列、晶界的消失、晶體界面處C-C六圓環(huán)的形成、晶體的生長，還涉及石墨層邊界處不飽和碳原子的催化反應(yīng)、碳原子或氣體分子的熱震動、石墨微晶的各向異性特性、石墨層層間的范德華力等微觀熱力學(xué)或動力學(xué)行為.目前，熱處理溫度與材料石墨微晶參數(shù)之間的內(nèi)在關(guān)系巳得到系統(tǒng)研究，而石墨化機(jī)理的基礎(chǔ)研究較少.本工作以煤系針狀焦為原料，在分析熱處理溫度對針狀焦微結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律的基礎(chǔ)上，深入研究了針狀焦的石墨化機(jī)理及其用作鋰離子電池負(fù)極材料的電極性能和儲鋰機(jī)制.　　將煤系針狀焦機(jī)械粉碎后，用。45岬篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，置入炭化爐，先以5°C/min的升溫速率分別升溫至700P、1000°C,1500°C,并標(biāo)記為NC700、NC1000、NC1500;格樣品置于高溫石墨化爐，先以15-C/min的升溫速率升至1500℃,再以7°C/min的升溫速率升至2250℃、2800℃并恒溫30tnin,降至室溫后得到石墨化樣品，相應(yīng)標(biāo)記為NC2250、NC2800?！　≡?500-2250℃的高溫石墨化爐石墨化過程中，體系獲得更大的能量，在表面能以及大兀健的作用下，石墨微晶沿軸向發(fā)生平行排列；同時(shí)，體系中碳原子的熱震動頻率增大,平行于平面網(wǎng)格方向的振幅增大，使得晶體平面上的位錯線和晶界逐漸減少，并放出潛熱?！　‰S著石墨化爐石墨化溫度的繼續(xù)升高，碳的蒸發(fā)率以指數(shù)式上升，這時(shí)體系中充滿各種碳原子或氣體分子，且石墨微晶在徑向的間距接近分子水平；在石墨層邊緣碳的自催化以及界面能的推動力作用下，各種游離的碳原子與相鄰石墨微晶的邊緣碳發(fā)生反應(yīng)，形成C-C六圓環(huán)；在范德華力作用下，石墨層的“褶皺”消失，并趨向平面結(jié)構(gòu)，終形成三維有序的石墨化針狀焦。針狀焦經(jīng)過2800℃的高溫?zé)崽幚砗?，終逐步轉(zhuǎn)化成三維有序的石墨結(jié)構(gòu)。

　　真空熔煉爐的脈沖燃燒控制的上風(fēng) 　　真空熔煉爐的脈沖燃燒控制采用的是一種中斷燃燒的方式，使用脈寬調(diào)制技術(shù)，通過調(diào)節(jié)燃燒時(shí)間的占空比（通斷比）實(shí)現(xiàn)窯爐的溫度控制。燃料流量可通過壓力調(diào)整預(yù)先設(shè)定，燒嘴一旦工作，就處于滿負(fù)荷狀態(tài)，保證燒嘴燃燒時(shí)的燃?xì)獬隹谒俣炔蛔?。?dāng)需要升溫時(shí)，燒嘴燃燒時(shí)間加長，中斷時(shí)間減??；需要降溫時(shí)，燒嘴燃燒時(shí)間減小，中斷時(shí)間加長。脈沖燃燒控制的主要長處為傳熱效率高，大大降低能耗?？蛇M(jìn)步爐內(nèi)溫度場的平均性。無需在線調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)燃燒氣氛的精確控制。 　　可進(jìn)步燒嘴的負(fù)荷調(diào)節(jié)比。系統(tǒng)簡樸可靠，造價(jià)低。減少NOx的天生。普通燒嘴的調(diào)節(jié)比一般為1：4左右，當(dāng)燒嘴在滿負(fù)荷工作時(shí)，真空熔煉爐的燃?xì)饬魉?、火焰外形、熱效率均可達(dá)到zui佳狀態(tài)，但當(dāng)燒嘴流量接近其zui小流量時(shí)，熱負(fù)荷zui小，燃?xì)饬魉俅蟠蠼档?，火焰外形達(dá)不到要求，熱效率急劇下降，高速燒嘴工作在滿負(fù)荷流量50%以下時(shí)，上述各項(xiàng)指標(biāo)距設(shè)計(jì)要求就有了較大的差距。 　　脈沖燃燒則不然，不管在何種情況下，燒嘴只有兩種工作狀態(tài)，一種是滿負(fù)荷工作，另一種是不工作，只是通過調(diào)整兩種狀態(tài)的時(shí)間比進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，所以采用脈沖燃燒可彌補(bǔ)燒嘴調(diào)節(jié)比低的缺陷，需要低溫控制時(shí)仍能保證燒嘴工作在zui佳燃燒狀態(tài)。 　　真空燒結(jié)爐在使用高速燒嘴時(shí)，燃?xì)鈬姵鏊俣瓤?，使附近形成?fù)壓，將大量窯內(nèi)煙氣吸人主燃?xì)鈨?nèi)，進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，延長了煙氣在窯內(nèi)的滯流時(shí)間，增加了煙氣與制品的接觸時(shí)間，從而進(jìn)步了對流傳熱效率，另外，窯內(nèi)煙氣與燃?xì)獬浞謹(jǐn)嚢杌旌希谷細(xì)鉁囟扰c窯內(nèi)煙氣溫度接近，進(jìn)步窯內(nèi)溫度場的平均性，減少高溫燃?xì)鈱Ρ患訜狍w的直接熱沖擊。