1200度生物质基材料硬碳碳化炉:1排1列箱式气氛炉
目前主要的钠电负极材料包括碳基材料、合金类材料、过渡金属氧化物及有机化合物等。在碳基材料中,硬碳材料是备受关注的一种,其前驱体来源广泛,主要包括生物质基、化石燃料基、树脂基等。
生物质基材料是硬碳的重要来源,可通过椰壳、淀粉、竹子、秸秆等多种原料制备,产品的克容量普遍高于300 mAh/g,首效高于85%,表现出优异的性能,因此企业普遍选择采用生物质基硬碳材料。
为了确保硬碳材料结构的一致性,生物质前驱体在碳化过程中需要具有高度一致性,受热均匀。不同的生物质原料作为前驱体,需要采用对应的碳化温度才能获得不同特性的硬碳负极材料,首周库伦效率也有显著不同。
钠电硬碳负极的烧结设备包括气氛回转炉、箱式气氛炉、气氛辊道窑等,这些设备提供保护氛围,使碳化过程中的环境条件得到控制,有利于获得高质量的硬碳材料。
生物质基材料硬碳的制备涉及到一个关键步骤,即碳化炉的使用。碳化炉是一种专门用于将生物质材料转化为碳材料的设备,通过高温处理去除生物质中的挥发性成分,留下富含碳的结构。碳化过程开始于将预处理过的生物质材料放入碳化炉中,并逐渐升温。升温速率和温度对碳化产物的性质有很大影响。一般,碳化温度范围在500-1000℃之间,具体温度取决于所需碳材料的特性。在高温下,生物质材料中的挥发性成分(如水分、二氧化碳和甲烷等)会逐渐释放出来,留下的非挥发性碳质结构逐渐变得更加稳定和有序。
生物质基材料硬碳碳化温度参考:
材料 | 碳化温度(℃) |
再生棉 | 1300 |
核桃壳 | 1000 |
橡树叶 | 1000 |
樱花瓣 | 1000 |
海带 | 1300 |
木质素 | 1100 |
柚皮 | 700 |
莲藕茎 | 1400 |
蛋壳膜 | 1300 |
木糖 | 1200 |
动植物细胞组织 | 1300 |
软木塞 | 1600 |
蜂巢 | 900 |
卤虫卵鞘 | 850 |
碳化炉的类型
箱式碳化炉:又称箱式气氛碳化炉、预碳化箱式气氛炉,通常用于实验室规模的研究和小批量生产。它由一个密封的箱体组成,内部可以填充生物质材料,并通过外部的加热元件加热。预碳化箱式气氛炉有1排1列箱式气氛炉、2排1列箱式气氛炉、3排1列箱式气氛炉等。
连续式碳化炉:这种类型的碳化炉适用于大规模生产。它允许连续不断地进料和出料,提高生产效率。连续式碳化炉通常包括一个长型的炉体,内部设有多个加热区,一般采用辊道窑或推板窑。
旋转窑:旋转窑是有小型间歇式、连续式碳化炉,它通过旋转运动来均匀加热材料,同时促进挥发性成分的释放。