[发明专利]一种石墨负极材料的连续造粒/预炭化方法、及制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨负极材料的连续造粒/预炭化方法、及制备方法，属于锂电池负极材料生产技术领域。本发明的造粒预炭化处理工艺，造粒和预炭化工序在同一窑体内进行，高温烟气与物料进行逆向换热，首先在预炭化区换热进行预炭化处理，换热后的高温烟气再流通至造粒区进行造粒处理，不仅实现了连续生产，而且提高了高温烟气的利用率。另外，造粒、预炭化过程中产生的废气经过焚烧系统后变成高温烟气，该高温烟气进入回转窑内对物料进行加热后，再去加热废气，空气和保护气，进一步提高了高温烟气的利用率。

技术领域

本发明属于锂电池负极材料生产技术领域，更具体地说，涉及一种石墨负极材料的连续造粒/预炭化方法、及制备方法。

背景技术

目前市场通用的锂电池石墨负极材料主要是人造石墨，其基本的工序流程为破碎、造粒、石墨化、筛分等。在现有的生产工序中，造粒工序是通过把预处理过的骨料和粘结剂等物料加入热包釜，热包釜外安装有电阻丝，通过壁面将热量传递到釜内的物料，使物料搅拌混匀，从而进行造粒和初步炭化，造粒完成的物料经冷却釜冷却后再进入下段石墨化工序。

由于石墨化成本是负极材料生产中占比最高的部分，约占负极材料成本的50％。为提高石墨化工序的装填率，以节省成本，行业内会在进石墨化前对物料进行预炭化处理，通常是通过隧道窑等窑炉将物料进行再次加热，以降低物料的挥发份含量。但由于传统的工艺中，造粒、预炭化是分开进行的，物料需要在不同的反应设备中进行转换，导致生产的连续性较差。另外，由于造粒、预炭化均需要较高的温度，同时在造粒、预炭化过程中会生产废气，传统的工艺中，废气和高温烟气直接排放，不仅造成环境的污染，还造成的热量的浪费。

经检索，中国专利授权公告号为CN213936243U，授权公告日为2021.08.10的申请案，公开了一种用于制造锂电池负极材料包覆造粒及碳化阶段生产工艺线，该申请案中，物料首先在高温包覆造粒釜内进行包覆造粒、然后进入高温炭化釜进行炭化处理。该申请案虽然能够实现造粒、炭化工艺的连续进行，但两个釜体需要各自加热，对热量的利用率较低。

又如，中国专利公布号为CN113739565A，公布日为2021.12.03的申请案，公开了一种电池负极材料制备系统以及方法，该申请案包括进料料仓、第一回转窑、第二回转窑、第三回转窑及出料料仓，所述第一回转窑的进料口通过管道贯通连接所述进料料仓、出料口通过管道贯通连接所述第二回转窑的进料口，所述第二回转窑的出料口通过管道贯通连接所述第三回转窑的进料口，所述第三回转窑的出料口通过管道贯通连接所述出料料仓，所述管道上安装有阀门；所述第一回转窑用于原材料进行混合包覆及预碳化；所述第二回转窑用于对包覆后的原材料进行高温碳化；所述第三回转窑用于碳化后物料的冷却。但该申请案中，造粒、炭化同样是在两个窑体中进行，其生产的连续性和热量的利用率均有待进一步提高。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有石墨负极材料的造粒、预炭化工艺是分开进行的，导致生产的连续性差、热量利用率低的问题，本发明提供了一种石墨负极材料的连续造粒/预炭化方法、及制备方法。采用本发明的技术方案，物料在同一窑体内进行造粒、预炭化，能够提高生产的连续性和热量的利用率。另外，本发明的生产工艺，对废气和高温烟气均进行有效再利用，进一步提高了能源的利用率。

2、技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种石墨负极材料连续造粒/预炭化方法，包括以下步骤，

S1、向回转窑的烟气通道内通入高温烟气，对窑体进行预热；

S2、将经预处理后的物料送入回转窑内，沿物料输送方向，物料先经过回转窑的造粒区，进行造粒处理；

S3、物料继续在回转内前进至预炭化区进行预炭化处理；其中，高温烟气先与预炭化区内的物料进行逆流换热，换热后变成中高温烟气再与造粒区内的物料进行逆流换热；