[发明专利]一种应用于电池生产中的乙炔黑制备方法

说明书

技术领域

本发明属于制造电池产品的原料制备方法，涉及一种用于放入电池生产中的正极的乙炔黑的制备方法，尤其涉及一种以石脑油(粗汽油)裂解制得乙炔黑的方法。

背景技术

电池生产用乙炔黑一般采用电石加工而成的乙炔黑，采用电石热裂解法制备的乙炔黑加入到电池正极配方中，在电池中主要有两个作用：一是导电作用；二是吸液保湿作用。由于电石为固体物料，运输方便，制得乙炔浓度很高。故电石裂解乙炔黑的应用比较普遍，但由于电石资源枯竭，加工成乙炔黑的工艺复杂，能耗高，故生产成本高，价格高，发展受到限制。由此而出现利用石油烃裂解制取乙烯的方法方法，目前世界上大型乙烯生产装置都是建立在石油烃裂解技术的基础上。石油烃裂解反应过程极为复杂，而现有的石油裂解制得的乙炔黑因吸水性差及重金属含量高不能在电池中使用。

综上所述，针对现有技术的电石热裂解生产乙炔黑和石油烃裂解生产乙炔黑的方法所存在的缺陷，对于如何解决这两种方法所存在的缺陷，已是电池生产环节中一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的不足，提供了一种应用于电池生产中的乙炔黑制备方法，该乙炔黑制备方法的简单，制得的乙炔黑纯度高，应用在电池中具有良好的导电作用和极佳的吸液保湿作用。

本发明要解决其现有技术问题所采用的技术方案是：一种应用于电池生产中的乙炔黑制备方法，乙炔黑由石油裂解所得，乙炔黑的具体制备步骤为：

(1)于反应炉内加入石脑油(粗汽油)，把反应炉的温度升温至750℃以上分解制得乙炔及其它烃类气体，分离乙炔和其它烃类气体，对乙炔进行收集；

(2)把乙炔导入裂解炉内，乙炔与空气隔绝，裂解炉内部升温至乙炔分解起始温度800℃，逐渐升高反应炉的温度，使裂解炉的反应温度升至并保持在1800℃左右，炉内温度可通过裂解炉外筒水冷夹套进行控制；

(3)控制乙炔在1800℃的裂解炉内的反应时间为0.1s～0.27s，乙炔在裂解炉内进行多次的裂解便制得乙炔黑。

作为对前述技术方案的进一步设计：前述的步骤(1)中石脑油(粗汽油)在750℃以上的反应炉内的分解反应时间为0.05s～0.1s。

作为对前述技术方案的更进一步设计：前述的步骤(1)中分离乙炔和其它烃类气体的方法为溶剂吸收分离方法，溶剂有水、丙酮、甲醇、液氨、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮，石脑油(粗汽油)裂解产生的气体经水洗降温后，用油洗或旋风除尘器或移动床焦炭吸附，脱出炭黑微粒，然后进入提浓塔，在中压下用少量上述溶剂吸收大量乙炔，乙烯同时被吸收并进一步被分离。然后把分离出来的二氧化碳与乙炔一起被大量循环溶剂吸收，二氧化碳进一步与乙炔分离，得到的乙炔浓度高于99％。另外，在电池正极中还添加除杂质工艺，减少乙炔黑中重金属对电池质量的影响，使乙炔黑的纯度更高。

一般在电池正极粉料中添加6～10％的乙炔黑，由于乙炔黑的生产是采用石油加工出来的石脑油(粗汽油)裂解，每吨石脑油(粗汽油)热解时副产气分解成的乙炔黑比电石裂解法制备乙炔黑要便宜1200元左右，如根据我司现行在R20、R14、R6、R03各型电池中均按50～100％的搭配使用，全年用乙炔黑1100吨左右，按用此乙炔黑平均总量75％，即用825吨，故全年节约费用99万元。

综上所述，本发明的石脑油(粗汽油)裂解乙炔黑方法与电石裂解法相比，能耗较低，适于大规模生产；本发明的石脑油(粗汽油)裂解乙炔黑方法收率高，设备简单，工艺操作容易；而且使用该方法生产的乙炔黑由于重金属等杂质少，故自放电造成的损耗小，贮存性能也更好。

具体实施方式

本发明实施例的一种应用于电池生产中的乙炔黑制备方法，乙炔黑由石油裂解所得，乙炔黑的具体制备步骤为：

(1)于反应炉内加入石脑油(粗汽油)，把反应炉的温度升温至750℃以上分解制得乙炔及其它烃类气体，石脑油(粗汽油)在反应炉内的分解反应时间为0.05s～0.1s，然后分离乙炔和其它烃类气体，对乙炔进行收集；

(2)把乙炔导入裂解炉内，乙炔与空气隔绝，裂解炉内部升温至乙炔分解起始温度800℃，逐渐升高反应炉的温度，使裂解炉的反应温度升至并保持在1800℃左右，炉内温度可通过裂解炉外筒水冷夹套进行控制；

(3)控制乙炔在1800℃的裂解炉内的反应时间为0.1s～0.27s，乙炔在裂解炉内进行多次的裂解便制得乙炔黑。