Kunstlikud grafiidiosakesed on materjalid, mis on valmistatud sünteetiliste meetoditega, millel on suurepärased füüsikalis-keemilised omadused, näiteks kerge, kõrge temperatuuriga resistentsus, happe- ja leelisresistentsus, enese määrded ning hea elektri- ja soojusjuhtivus. See sarnaneb kristallograafias polükristallidega ja see on tavaliselt valmistatud süsinikust, millel on madala lisandite sisaldusega tooraine, näiteks naftakoks, asfaltkoks jne. Agregaatide ja söe samm jne. Sideainena, partiide, segamise ja sõtkumise, vormimise, süsiniku ja grafitiseerimise käigus. Hiina inimtegevusega grafiidi turg on 2022. aastal ületanud 50 miljardit jüaani, mis on aastataguse kasv 100,99%, ja saatmine on tõusnud 1,15 miljoni tonnini, mis on aastataguse kasv 88,98%.
Järgnev on kunstlike grafiidigraanulite valmistamise meetod:
1. tooraine ettevalmistamine
1.1 Toorainete valik: tavaliselt kasutame peamiseks tooraineks naftakoksi või asfaltkoksi, seda parem on kaltsineeritud nõelakoks.
1.2 Purustamine ja sferoniseerimine: Toorained purustatakse osakeste suuruse nõuete saavutamiseks, näiteks keskmine osakeste suuruse juhtimine 7-9 μm.
2. Segamine ja granuleerimine
2.1 Segamine: purustatud tooraine ja sideaine (näiteks asfalt) vastavalt teatud segunemise osakaalule, näiteks tooraine ja asfalt massi suhe 100: 16. Segamisaeg saab olla 90-120 minuteid, eelistatavalt 100 minutit.
2.2 Graanustamine: graanustamine viiakse läbi trumli ahjus kontrollitud temperatuuril 300-400 kraadi, näiteks 300 kraadi, 350 kraadi või 400 kraadi. Graanuliseerimisaeg on 4-6 tundi. Granuleerimise aeg on 4-6 tundi, eelistatavalt 5 tundi. Granulatsiooniprotsessi ajal toimub sidumine tooraine osakeste vahel, moodustades algse granulaarse struktuuri.
3. karboniseerimine ja graafimine
3.1 Karboniseerimine: granuleeritud materjal on karboniseeritud mitteoksüdeeruvas atmosfääris, mida tavaliselt hoitakse teatud aja jooksul umbes 1250 kraadi juures. See samm aitab eemaldada liigsed lenduvad ained ja võimaldab sideainel graanulite tühimikke sulada ja immutada tihedama struktuuri moodustamiseks.
3.2 Grafitiseerimine: karboniseeritud materjal on graafilisem kõrgel temperatuuril (nt 3000 kraad). Grafitiseerimine on peamine samm söematerjali muutmisel grafiidistruktuuriks ja nõuab tavaliselt kõrgel temperatuuril pikka aega.
4. Järeltöötlus
4.1 Kuuli jahvatamine ja sõelumine: grafitiseeritud materjal segatakse veelgi füüsiliselt ja jahvatatakse palli veski kaudu ning sõelutakse seejärel kunstlike grafiidiosakeste saamiseks, mis vastavad nõuetele. Kuulivabrikust saadud pulber torutatakse sõelumismasinasse ning sõelutud materjal mõõdetakse ja pakendatakse automaatse balmis- ja mõõtmisseadme abil.
Kogu protsess nõuab iga sammu parameetrite täpset kontrolli, näiteks temperatuur, aeg jne, tagamaks, et valmistatud kunstlikel grafiidiosakestel oleks suurepärased omadused, et rahuldada erinevate rakenduste vajadusi, näiteks liitiumpatareisid, protsesside tootmist ja muud väljad.
