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【资料图】

SMM5月9日讯：在由SMM主办的第八届中国国际新能源大会暨产业博览会-中国钠电（锂电）产业发展大会上，卓然国际有限公司总工程师杨观章对各向同性焦（简称等方焦）在钠离子电池炭负极材料应用做出了展望。

上世纪八十年代末期，日本的能源危机加剧，迫使日本全面关停电解铝厂，把拆除的电解铝设备卖给中国，日本放弃高耗能的电解铝工业，公布石墨化阴极的阶段性研究成果后，终止了石墨化阴极的再研究。

承接日本的石墨化阴极技术研发

石墨化阴极的电阻率可以从半石墨质的30μΩ·m降到10 μΩ·m以下，可以大幅降低大型铝电解槽阴极电阻发热量，维持阴极区域的热量平衡，化解大型铝电解槽的发烧问题。

石墨化阴极的导热率可以从半石墨质的30w/(k.m)提高到100 w/(k.m)以上，增强阴极区域的散热量，一起化解发烧的问题。

解决石墨化阴极的耐磨性问题

铝电解槽阴极区域的强旋涡问题：从阳极到阴极的垂直大电流，在空间产生强磁场，在阴极钢棒导出电流时存在水平电流，电磁作用和阳极气体的搅拌作用下，在阴极炭块表面生成很强的旋涡，铝液旋涡会磨损阴极炭块表面。

恰恰石墨化阴极最显著的缺点就是不耐磨的问题。

杨工表示，我走访了全国所有的炼油厂和沥青工厂，选取了各厂的石油焦、沥青焦、改质沥青，历时2年进行原料筛选试验。设计出的石墨化阴极孔径必须可以选择性吸收钠离子，而不能吸收铝原子，否则会加速阴极的早期破损。

在铝电解槽启动后有专门的后期管理技术规程，让钠离子渗入阴极孔隙后，分子比逐步降低至正常水平（分子比从3.5逐步降至2.4左右）。

德国SGL公司和法国莎瓦公司承接日本的研发成果，继续进行研究，专门与炼油厂合作，研发成功硬碳原料-------Isotropic coke(直译为各向同性焦），我和包崇爱把它翻译命名为等方焦，便于与针状焦类似的命名规则，简单明了地称呼，更便于专业技术人员从结晶学理论，理解等方焦的材料特性。

国际上把用等方焦生产的石墨化阴极称为硬石墨化阴极。

硬石墨化阴极的质量特性

用难石墨化的等方焦生产的石墨化阴极体积密度在不浸渍的情况下1.7g/cm3以上，抗压强度大于30MPa，抗折强度大于10MPa。

机械磨损试验：耐磨性优越。

国际上把这种石墨化阴极称为硬石墨化阴极。其生产原料因难石墨化，被划为硬碳原料。

等方焦的关键质量指标（第一代电煅二次油系）

等方焦的质量特性

等方焦的“三高一低”特性

1、高各向同性

2、高密度

3、高强度

4、低孔隙率、纳米级小孔径。

通过对比蜂窝状焦和等方焦的孔径分布规律来看，等方焦不仅总孔隙率低，而且孔径是纳米级的小孔径；利用各等方焦焦的孔隙特征，可以作为耐腐蚀的结构性材料，如铝电解石墨化阴极、强酸强碱的石墨热交换器等；可以用在锂电池负极粉、钠离子电池负极粉；等静压石墨、模压石墨等特炭领域；氢燃料电池石墨双极板；核石墨、航空航天石墨。

结论

整体来看，用各等方焦生产的石墨化阴极的导热系数的各向异性系数为1.04，已满足核石墨对导热系数的各向异性系数的要求；用振动成型生产的石墨化阴极具有如此高的各向同性，充分证明等方焦原料的高各向同性；等方焦用于锂电石墨负极的话，与中间相碳微球具有共同的高倍率、长循环优势。

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