Douze lignes de production de fours de graphitisation sont entrées en phase de production d'essai.

1. Douze lignes de production de fours de graphitisation sont entrées en phase de production pilote : En avril, dans l'atelier de fours de graphitisation de la troisième phase du projet de Linzhang County Aohui Carbon Co., Ltd., douze lignes de production de fours de graphitisation modernisées fonctionnent de manière stable et le site de production est organisé. « Grâce au four de graphitisation Acheson haute puissance, grande capacité et faible consommation d'énergie, la capacité de remplissage d'un seul four atteint 160 tonnes, ce qui représente une économie d'énergie et une réduction de la consommation significatives. Une fois le projet opérationnel, nous prévoyons d'augmenter la valeur de la production annuelle de 150 millions de yuans », a déclaré Niu Xiaoming, responsable de l'atelier de graphitisation de l'entreprise. Il a ajouté que, dans la production de matériaux d'anode pour batteries au lithium (graphite artificiel), la graphitisation est l'étape la plus critique, la plus coûteuse et la plus énergivore. Pour les entreprises, celle qui saura prendre l'initiative en matière de conservation et de réduction de la consommation d'énergie dans le maillon énergivore de la graphitisation pourra se démarquer sur le marché.

2. Rôle important de la graphitisation dans la production de matériaux d'anode : la graphitisation est l'étape clé de la préparation du graphite artificiel et des anodes en graphite composite. Ce procédé consiste à achever la reconstruction de la structure cristalline et la transformation du carbone amorphe en couches aléatoires en cristaux de graphite réguliers par traitement thermique à haute température. Il détermine directement les propriétés électrochimiques, la qualité du produit et l'adaptabilité des applications des matériaux d'anode et revêt une importance capitale dans la production d'anodes. Ses fonctions spécifiques sont les suivantes :
1. Reconstruction de la structure cristalline et mise en place des bases du stockage du lithium. Les matières premières, le coke primaire et les précurseurs de carbone, présentent des structures carbonées désordonnées et chaotiques, caractérisées par un espacement irrégulier des couches, de nombreux défauts cristallins et une insertion/libération difficile des ions lithium. Après une graphitisation à haute température (2800-3200 °C), les atomes de carbone se réorganisent pour former un réseau de graphite hexagonal lamellaire régulier et ordonné, avec des couches de carbone compactes et une structure lamellaire stable. Cette structure lamellaire régulière constitue le support principal de l'intercalation réversible des ions lithium, garantissant ainsi la capacité fondamentale de stockage et de libération du lithium à l'anode.

2. Optimisation des performances électrochimiques fondamentales et amélioration de la durée de vie et du rendement de la batterie : La graphitisation permet d’ajuster avec précision l’espacement des couches de carbone, la taille des grains et le degré de graphitisation : elle réduit les défauts internes et les sites actifs d’impuretés du matériau, diminue les réactions parasites de l’électrolyte, réduit efficacement la première capacité irréversible et améliore le rendement coulombique initial de la batterie ; elle améliore l’intégrité du cristal de graphite, renforce la stabilité structurelle et réduit la propension à l’effondrement des couches lors des cycles de charge et de décharge, prolongeant ainsi considérablement la durée de vie de la batterie ; un degré de graphitisation approprié permet d’équilibrer la vitesse de conduction ionique, d’optimiser le rendement et de répondre aux exigences de charge rapide et de décharge à haut débit des batteries lithium-ion de puissance.

3. Élimination des impuretés pour améliorer la pureté et la sécurité des matériaux. Les matières premières de l'anode contiennent des impuretés telles que le soufre, l'oxygène, l'hydrogène, les cendres et autres. Lors de la graphitisation à haute température, ces impuretés se décomposent et s'évaporent sous forme de gaz, réduisant considérablement la teneur en métaux lourds et en cendres inorganiques. Les matériaux en graphite de haute pureté présentent des propriétés chimiques stables, ce qui permet d'éviter les problèmes tels que la décomposition de l'électrolyte, l'encrassement des électrodes et l'autodécharge accrue causés par les impuretés. Ils renforcent ainsi la sécurité et la stabilité de stockage des batteries au lithium et répondent aux exigences de haute pureté des batteries de puissance et des batteries de stockage d'énergie.

4. Maîtriser les propriétés physico-chimiques des matériaux et s'adapter à diverses applications. En ajustant la température de graphitisation, la durée de maintien et le procédé d'usinage, il est possible de moduler le degré de graphitisation, la compacité et la conductivité : les produits à haut degré de graphitisation présentent une densité énergétique supérieure et conviennent aux batteries numériques grand public ; les anodes composites moyennement graphitisées offrent une meilleure ténacité et un taux de dilatation plus faible, et sont adaptées aux batteries longue durée et aux systèmes de stockage d'énergie. Par ailleurs, le traitement à haute température améliore la conductivité et la compacité des matériaux, ce qui favorise un revêtement haute densité des électrodes et accroît la densité énergétique des cellules de batterie.

5. Déterminer le coût de l'anode artificielle et la valeur d'une production de masse à grande échelle. La graphitisation est le procédé le plus énergivore et représente la part la plus importante du coût de production des anodes, soit 30 à 40 % du coût total du graphite artificiel. Son niveau de maîtrise influe directement sur la consommation d'énergie, le rendement et l'efficacité de la production : un four de graphitisation à chaîne interne performant et un procédé de grillage écoénergétique permettent de contrôler les coûts de production tout en garantissant les performances ; une homogénéité stable des lots de graphitisation permet une production de masse standardisée des matériaux d'anode, condition essentielle au remplacement à grande échelle du graphite naturel par des anodes en graphite artificiel et au développement à grande échelle de la filière des batteries au lithium.

6. Améliorer les performances de traitement du matériau, l'adapter à la graphitisation à haute température de la fabrication des feuilles polaires en aval, la morphologie de surface des particules est plus stable, la résistance mécanique est améliorée, la fluidité et la compaction de la poudre sont considérablement optimisées, les pertes de poudre et les problèmes d'écrasement lors des processus de mise en pâte, de revêtement et de laminage sont réduits, la difficulté de production et de traitement des cellules de batterie en aval est réduite, et la cohérence des pièces polaires et le rendement des produits finis sont améliorés.


En résumé, la graphitisation n'est pas seulement le principal moyen de modification structurelle, mais aussi le lien essentiel de la régulation des performances ; c'est également le processus fondamental de l'anode en graphite artificiel qui la distingue des matériaux carbonés ordinaires et répond aux besoins du stockage d'énergie des batteries au lithium.