石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)爐(lu)(lu)在(zai)(zai)針狀(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)材(cai)(cai)料(liao)發(fa)展中(zhong)有(you)不可缺少的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong) 石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)爐(lu)(lu)熱(re)處(chu)理(li)過(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)針狀(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)作(zuo)(zuo)為一種(zhong)新型炭(tan)材(cai)(cai)料(liao),因其(qi)易于石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)、電導(dao)率(lv)(lv)(lv)高(gao)、價(jia)格(ge)(ge)低(di)廉、灰分(fen)(fen)低(di)等(deng)優異特性(xing)(xing),逐漸(jian)(jian)成(cheng)(cheng)為一種(zhong)優質的(de)(de)(de)(de)(de)鋰離(li)子(zi)電池(chi)負(fu)(fu)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)wu,且(qie)已占(zhan)據(ju)日本近60%的(de)(de)(de)(de)(de)市場.近期,國內(nei)在(zai)(zai)針狀(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產技術上取得(de)(de)了(le)較(jiao)大(da)(da)突破,實現了(le)規模(mo)生(sheng)(sheng)(sheng)產,但其(qi)用(yong)作(zuo)(zuo)鋰離(li)子(zi)電池(chi)負(fu)(fu)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)較(jiao)少. 一般軟(ruan)炭(tan)(如瀝青(qing)焦(jiao)(jiao)、石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)油焦(jiao)(jiao)等(deng))經過(guo)2500?3000℃的(de)(de)(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)爐(lu)(lu)熱(re)處(chu)理(li)后(hou),會(hui)轉化(hua)(hua)(hua)為石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)結(jie)(jie)構(gou),但該(gai)過(guo)程(cheng)極(ji)其(qi)復雜,既涉及(ji)(ji)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)微(wei)(wei)(wei)(wei)晶(jing)(jing)在(zai)(zai)徑/軸向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)序排列、晶(jing)(jing)界(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)(xiao)失(shi)(shi)、晶(jing)(jing)體(ti)(ti)界(jie)面(mian)(mian)處(chu)C-C六圓環(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)、晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)長,還(huan)涉及(ji)(ji)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)邊(bian)界(jie)處(chu)不飽(bao)和碳(tan)(tan)原子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)反(fan)應、碳(tan)(tan)原子(zi)或氣(qi)體(ti)(ti)分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)震動(dong)、石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)微(wei)(wei)(wei)(wei)晶(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)向(xiang)(xiang)異性(xing)(xing)特性(xing)(xing)、石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)層(ceng)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)范(fan)德華力等(deng)微(wei)(wei)(wei)(wei)觀熱(re)力學(xue)或動(dong)力學(xue)行(xing)為.目前(qian),熱(re)處(chu)理(li)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)與材(cai)(cai)料(liao)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)微(wei)(wei)(wei)(wei)晶(jing)(jing)參數(shu)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)在(zai)(zai)關系(xi)(xi)巳得(de)(de)到系(xi)(xi)統研(yan)究(jiu),而石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)基礎(chu)研(yan)究(jiu)較(jiao)少.本工作(zuo)(zuo)以(yi)煤(mei)系(xi)(xi)針狀(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)為原料(liao),在(zai)(zai)分(fen)(fen)析熱(re)處(chu)理(li)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)對針狀(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)微(wei)(wei)(wei)(wei)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響規律的(de)(de)(de)(de)(de)基礎(chu)上,深入研(yan)究(jiu)了(le)針狀(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)機(ji)理(li)及(ji)(ji)其(qi)用(yong)作(zuo)(zuo)鋰離(li)子(zi)電池(chi)負(fu)(fu)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)電極(ji)性(xing)(xing)能和儲鋰機(ji)制. 將煤(mei)系(xi)(xi)針狀(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)機(ji)械粉(fen)碎后(hou),用(yong)。45岬篩(shai)網進行(xing)篩(shai)分(fen)(fen),置入炭(tan)化(hua)(hua)(hua)爐(lu)(lu),先以(yi)5°C/min的(de)(de)(de)(de)(de)升溫(wen)(wen)(wen)速(su)率(lv)(lv)(lv)分(fen)(fen)別升溫(wen)(wen)(wen)至(zhi)(zhi)700P、1000°C,1500°C,并標記為NC700、NC1000、NC1500;格(ge)(ge)樣(yang)品(pin)置于高(gao)溫(wen)(wen)(wen)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)爐(lu)(lu),先以(yi)15-C/min的(de)(de)(de)(de)(de)升溫(wen)(wen)(wen)速(su)率(lv)(lv)(lv)升至(zhi)(zhi)1500℃,再以(yi)7°C/min的(de)(de)(de)(de)(de)升溫(wen)(wen)(wen)速(su)率(lv)(lv)(lv)升至(zhi)(zhi)2250℃、2800℃并恒溫(wen)(wen)(wen)30tnin,降(jiang)至(zhi)(zhi)室溫(wen)(wen)(wen)后(hou)得(de)(de)到石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)樣(yang)品(pin),相(xiang)應標記為NC2250、NC2800。 在(zai)(zai)1500-2250℃的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)爐(lu)(lu)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong),體(ti)(ti)系(xi)(xi)獲(huo)得(de)(de)更大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)能量,在(zai)(zai)表(biao)面(mian)(mian)能以(yi)及(ji)(ji)大(da)(da)兀(wu)健(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)下,石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)微(wei)(wei)(wei)(wei)晶(jing)(jing)沿軸向(xiang)(xiang)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)平(ping)行(xing)排列;同時,體(ti)(ti)系(xi)(xi)中(zhong)碳(tan)(tan)原子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)震動(dong)頻率(lv)(lv)(lv)增大(da)(da),平(ping)行(xing)于平(ping)面(mian)(mian)網格(ge)(ge)方向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)振幅(fu)增大(da)(da),使得(de)(de)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)平(ping)面(mian)(mian)上的(de)(de)(de)(de)(de)位錯線(xian)和晶(jing)(jing)界(jie)逐漸(jian)(jian)減少,并放出(chu)潛熱(re)。 隨著石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)爐(lu)(lu)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)繼續升高(gao),碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)蒸發(fa)率(lv)(lv)(lv)以(yi)指(zhi)數(shu)式上升,這時體(ti)(ti)系(xi)(xi)中(zhong)充滿各(ge)種(zhong)碳(tan)(tan)原子(zi)或氣(qi)體(ti)(ti)分(fen)(fen)子(zi),且(qie)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)微(wei)(wei)(wei)(wei)晶(jing)(jing)在(zai)(zai)徑向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)間(jian)距(ju)接近分(fen)(fen)子(zi)水平(ping);在(zai)(zai)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)邊(bian)緣碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)催化(hua)(hua)(hua)以(yi)及(ji)(ji)界(jie)面(mian)(mian)能的(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)動(dong)力作(zuo)(zuo)用(yong)下,各(ge)種(zhong)游離(li)的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)原子(zi)與相(xiang)鄰(lin)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)微(wei)(wei)(wei)(wei)晶(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)邊(bian)緣碳(tan)(tan)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)反(fan)應,形成(cheng)(cheng)C-C六圓環(huan);在(zai)(zai)范(fan)德華力作(zuo)(zuo)用(yong)下,石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)“褶皺”消(xiao)(xiao)失(shi)(shi),并趨向(xiang)(xiang)平(ping)面(mian)(mian)結(jie)(jie)構(gou),終形成(cheng)(cheng)三維(wei)有(you)序的(de)(de)(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)針狀(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)。針狀(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)經過(guo)2800℃的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)熱(re)處(chu)理(li)后(hou),終逐步(bu)轉化(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)三維(wei)有(you)序的(de)(de)(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)結(jie)(jie)構(gou)。