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等方焦（各向同性焦）应用在锂离子电池负极材料的性价比优势 江苏启辉炭材高科技有限公司 杨观章 万红根 2016年6月7日 等方焦在中国的发源 1、通过文献检索，发现国外用Isotropic coke 生产高端的硬质石墨化阴极。 2、Isotropic coke 直译为各向同性焦，根据结晶学知识，命名为等方焦更简洁、上口。 3、2006年镇江焦化煤气集团公司（控股65%））与香港卓然国际有限公司（持股35%）组建合资公司----江苏启辉炭材高科技有限公司开发等方焦，于2008年开发成功。 等方焦的质量特性 三高一低特性： 高各向同性； 高密度； 高强度； 低总孔隙率、小孔径。 各向同性焦的关键质量指标 序号 质量指标项目 单位 指标 备注 1 真密度 g/cm3 ≥2.12 2 粉末电阻率 μΩm ≤150 3 振动堆积密度 g/cm3 ≥0.85 2～4mm粒度 4 粒子稳定性 % ≥92 5 石墨化度 % ≥65 一、等方焦的高各向同性证据 1、用等方焦采用振动成型方式生产的出口石墨化阴极，其各向异性系数为1.04，属各向同性石墨制品。 2、用等方焦生产的石墨化阴极坯子在焙烧和石墨化过程长久稳定100%的合格率。这是因为原料的各向同性，在热处理过程中其热应力场对称的缘故。 3、6家等静压石墨制品企业的经验证实。 用普通各向异性焦生产产生大量裂纹废品 2005年河南万基石墨化阴极生产线建成投产，起先用国内大庆低硫焦生产，在石墨化工序产生大量裂纹废品。 石墨化送电曲线延长至33小时仍然有大量裂纹废品产生。 炭素研究所牵头成立裂纹攻关课题组。 等方焦神奇的高过程合格率 用各向同性焦生产的石墨化阴极，在石墨化工序裂纹废品突然大幅降低，甚至出现长时段合格率为100%，裂纹废品消失。 当石墨化送电曲线缩短至11小时，合格率仍然稳定。 高过程合格率的机理研究 1、为什么用普通各向异性焦生产会产生大量裂纹废品？ 2、为什么用等方焦生产就不产生裂纹废品？ 3、提出新的裂纹机理理论。 传统裂纹理论的局限性 1、研究发现：用传统的硫份逸出晶胀理论不能圆满解释裂纹产生和扩张现象。 2、 文献检索国外生产石墨化阴极用各向同性焦（isotropic coke)生产石墨化阴极。 3、2006年某国外公司提供各向同性焦委托万基加工生产高档石墨化阴极，其产品只能由该公司垄断出口。 新的裂纹理论学说 新的裂纹理论学说解释：用各向同性焦生产的石墨化阴极毛坯，在石墨化过程为什么不产生裂纹，是因为其热应力场是对称的，在石墨化的先膨胀后收缩过程中，其热应力在各个方向是平衡抵消的，因而不会产生裂纹源。相反情况解释是：若石墨毛坯的热应力场是不对称的，那么在局部区域的某个方向便存在热应力集中，当其热应力超过其结构强度时便产生微裂纹源，随着时间和应力的积累，裂纹会“势如破竹”般地扩张。 二、等方焦的高密度特性 1、 普通低硫煅后焦的VBD（振动堆积比重）为0.80g/cc，粒度为18~28目。而等方焦VBD（振动堆积比重）为0.93g/cc，粒度同样为18~28目。 2、生产的制品密度比较：同等工艺条件下， 用普通低煅后焦生产的石墨化阴极，其成品体密为1.6g/cc以下。而用等方焦生产的石墨化阴极其体密高达1.72g/cc。 2012出口挪威HYDRO的化验报告 三、等方焦的高强度特性 1、粒子稳定性对比 普通低硫煅后焦75%，而等方焦为92%。 此指标是用瑞士RD公司仪器检测。 2、生产成石墨化阴极成品后的抗压强度比较 用普通低硫煅后焦 16~18MPa，而用等方焦为28~30MPa。 四、等方焦的低孔隙率、小孔径特性 用美国压汞仪对比检测普通低硫煅后焦与等方焦的孔径分布规律，最小检测孔径为1nm。 等方焦以nm孔径为主，而普通低硫煅后以μm孔径为主，两者相差三个数量级。 等方焦的孔径特性证明它是生产锂离子负极材料的理想原料，即最适合锂离子的通道特性需求。 普通低硫煅后焦的孔径分布曲线 孔径 nm 等方焦的孔径分布曲线 孔径 nm 8种系列等方焦可供选择 1、ZC系列等方焦根据原料来源分为煤系和油系；再根据成焦机理的不同分为原生焦和二次成焦；根据煅烧温度的不同又分为普煅（1280℃）和电煅（2000 ℃），共计8个品种。 2、应锂电负极材料生产企业的要求可以供应对应生焦。 3、还可以用户特殊用途意愿量身定制！ 谢谢！占用大家宝贵时间。 联系方式15050857198 电子邮箱：yang168guanzha