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锂最电池负极材料石墨的发展介绍

2022.9.02

  (1)石墨采选矿技术设备的更新换代

  我国的石墨采选矿技术设备从20世纪60年代以来基本没有进步,在能耗和矿物回收率方面大大落后于其他矿种。石墨采选矿技术设备相对其他矿种要简单,但由于产业长期效益低,资金缺乏,没有更新换代。有实力的矿产设计研究院与采选企业结合,引进其他矿种的先进采选矿技术设备,设计建设先进的石墨采选矿生产线,在能耗、回收率、大鳞片保护、水资源节约利用、尾矿处理等技术经济指标上有显著改善。运行成功后在产业内推广,并将先进技术经济指标作为行业准入和淘汰落后技术装备的指标。

  (2)建设先进的规模化石墨提纯生产线

  国内已经具有环保节能的先进酸碱法提纯和节能型高温提纯技术,政府引导,产学研结合,针对资源特点,建设不同类型的规模化石墨提纯生产线。严格限制化学提纯中严重污染环境的氢氟酸的使用。

  (3)锂电天然石墨负极材料的产业规模化及动力、储能型电池负极材料的研发

  国内已经有了鳞片石墨球形化后制备负极材料的企业,如贝特瑞等;清华大学等院校具有了以微晶石墨制备负极材料的技术,但产业规模及产品质量还不能满足锂离子电池迅速发展的需求。国内大批生产的球形石墨主要出口日本及韩国,供国外企业生产高质量负极材料。依托资源,把天然石墨锂离子电池负极材料的产业规模化,并针对不同档次电池需求,研发不同品质负极材料,使产品系列化;研发安全、长寿命的天然石墨动力型、储能型电池负极材料。随着锂离子电池需求的迅猛增长,负极材料的市场前景十分广阔。

  (4)天然石墨基各向同性石墨的产业化

  各向同性石墨广泛应用于核能、硅晶制备、电火花加工、连续铸钢、航空航天等领域,是炭材料的高端产品、战略物资。我国目前所需的各向同性石墨2/3依靠进口。传统技术制备各向同性石墨技术复杂、成本高。微晶石墨矿物颗粒本身具有各向同性性,是制备各向同性石墨的很好原料,而且能简化工艺、降低成本,已经制备出工业尺寸的样品,各向同性参数达到1.04(要求最高的核石墨1.05);鳞片石墨球形化后,也具有制备各向同性石墨的潜在可能。清华大学等已经具有自己原创的ZL技术,正与企业合作实施产业化。

  (5)天然石墨基高导热材料

  电子设备的小型化,要求电子器件的集成度越来越高,使得散热成为IT产业的一个关键技术,对轻质高导热材料需求越来越大。柔性石墨作为均热导热材料已广泛用于LED显示器及许多电子产品;利用天然石墨的优良导热性,制备导热性与铜相当或更高,而密度只有铜1/4的高端导热材料,武汉科技大学、山西煤化所、清华大学等已有相关技术,建议产学研结合,以实现产业化。

  (6)柔性石墨产品的系列化研究

  我国柔性石墨的生产已经具有一定规模,并且与国外先进企业有多项合作。但我国的产品多为中低端产品,品种规格不到国外的1/5。建议产学研用结合,针对使用要求研发高端产品,完善品种规格,使之系列化、标准化。

  (7)膨胀石墨环保材料的产业化

  膨胀石墨对水体污染的吸附治理作用,已有大量的研究成果,在治理水体的油品、有机物污染上,膨胀石墨远比现在使用的普通活性炭有效、经济。但膨胀石墨不便运输,需要在应用现场制备。膨胀石墨环保材料的制备、使用、回收、再生有一定的技术难度,加之过去对环保不够重视,膨胀石墨环保材料一直没能产业化。党的十八大提出了建设美丽中国,加大了环保力度,使得膨胀石墨环保材料的产业化成为可能。现在膨胀石墨环保材料的产业化的技术基础已经具备,可以从两个技术层面进行这项工程。

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