O coque de petróleo grafitizado é uma matéria -prima básica -chave para materiais finais altos -, como o lítio -} materiais de eletrodo negativo da bateria de íons, altos eletrodos -} e grafite especial. Seu desempenho afeta diretamente a qualidade e a competitividade do produto. Como as matérias -primas de coque grafitizado de petróleo, enxofre (s) e vários elementos metálicos são impurezas -chave que são difíceis de evitar. Sua presença e resíduo têm um grande impacto no desempenho da Coca -Cola de Petróleo Grafitizada.
1. O mecanismo da influência das impurezas no desempenho de coque de petróleo grafitizado
(1)A influência do enxofre:
Grau de grafitização e defeitos estruturais:
O enxofre escapa principalmente na forma de enxofre - contendo gás (como h₂s, cos, so₂) durante a grafitização de temperatura -. Esse processo de dessulfurização deixará defeitos estruturais, como orifícios e luxações na estrutura do carbono, destruirá a regularidade da grade hexagonal de carbono e reduzirá significativamente o grau de grafitização do produto final. A grafitização insuficiente leva diretamente a uma diminuição na condutividade elétrica e na condutividade térmica e uma diminuição na densidade verdadeira.
Coeficiente de expansão:
O enxofre ou sulfeto residual gaseificará e expandem novamente quando usados em alta temperatura, fazendo com que o volume do material aumente acentuadamente, aumentando o coeficiente de expansão térmica do material, afetando seriamente a alta estabilidade dimensional da temperatura e a resistência ao choque térmico e até causando falhas de rachaduras.
Desempenho eletroquímico:
Para materiais de eletrodos negativos da bateria de lítio, o enxofre residual agravará a decomposição do eletrólito, formará um filme de interface de eletrólito sólido mais espesso e instável na superfície do eletrodo negativo, aumenta a perda de capacidade irreversível, reduz a primeira eficiência da Coulomb e acelere a deterioração da capacidade do ciclo.
(2)Influência dos elementos de metal:
Grafitização catalítica e distúrbio estrutural:
Metais de transição como vanádio (V), níquel (NI), ferro (Fe) e seus compostos são catalisadores poderosos de "grafitização catalítica" a altas temperaturas. Sua ação catalítica causará grafitização excessiva em áreas locais ou formará estruturas de carbono desordenadas, introduzirão um grande número de limites e defeitos de grãos, destroem a uniformidade geral e reduzirão a condutividade elétrica/térmica geral e a resistência mecânica do material.
Oxidação catalítica:
As impurezas metálicas como vanádio, níquel e ferro (especialmente óxidos de vanádio) são catalisadores poderosos para a oxidação de temperatura alta - de temperatura de materiais de carbono. Eles reduzem significativamente a temperatura inicial de oxidação do material, aceleram bastante sua taxa de oxidação na atmosfera de ar ou co₂ e reduzem severamente a vida útil do serviço da alta - componentes de temperatura.
Cinzas e poluição:
As impurezas de metal são a principal fonte de cinzas de coque petrolífero. O alto teor de cinzas reduz a pureza do produto e afeta a condutividade elétrica/térmica. Em aplicações extremas, os íons metálicos nas cinzas podem se tornar uma fonte de contaminantes.
Propriedades eletroquímicas:
Os íons metálicos residuais migrarão para a superfície do eletrodo negativo, destruirão a estabilidade do filme SEI, levarão ao aumento da descarga de si -, mau desempenho do ciclo e riscos potenciais de segurança.
Estabilidade e força de volume:
Alguns óxidos metálicos podem sofrer hidratação ou mudança de fase em ambientes de alta temperatura ou úmido, causando expansão de volume local, afetando a estabilidade dimensional e a resistência mecânica do material.
2. Métodos para remover impurezas de matérias -primas de coque de petróleo
(1)Método de dessulfurização:
Dessulfurização de calcinação de alta temperatura:O método de pré -tratamento mais usado e mais econômico. Calcino Coca-Cola verde a 1200-1500 graus em uma atmosfera inerte (para prevenir a combustão da oxidação) decompõe a maior parte do enxofre orgânico em gases como H₂s e COS.
Hidrodesulfurização (HDS):Usando um catalisador em uma temperatura alta - e alta - ambiente de hidrogênio. O enxofre orgânico no coque do petróleo é convertido em H₂s para remoção.
Dessulfurização oxidativa:Usando um oxidante (como ar/o₂, h₂o₂, ácido nítrico, ácido peroxi, etc.) para oxidar o enxofre em água - sulfato solúvel ou óxidos de enxofre altamente oxidados sob condições específicas e remova -o pela lavagem da água.
Desulfurização biológica:Usando microorganismos específicos para metabolizar o enxofre orgânico em coque de petróleo.
(2)Método de desmetalização:
Lavagem de ácido:Atualmente, o método de desmetalização mais popular e eficaz. Coca -cola calcinada ou coque verde é geralmente tratado com ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido hidrofluórico ou ácidos mistos. O ácido pode dissolver a maioria dos óxidos e sais metálicos e é usado principalmente para remover a água - impurezas de sal solúvel.
Alta - temperatura da cloração assar:O gás de cloro é introduzido ou um agente de clorinação é adicionado em alta temperatura para converter impurezas de metais em cloretos voláteis para remoção.
Lavagem de álcalis:É usado principalmente para remover impurezas de óxido ácido, como silício (SI) e alumínio (AL).
No futuro, com a crescente demanda por coque de petróleo grafitizado nos campos de nova energia e alta metalurgia -} final, a tecnologia de remoção de impureza se desenvolverá na direção da inteligência e da baixa carbonização, como otimização do gradiente de temperatura de cálculo, desenvolvendo baixo.
