Смеси с коксом

Когда говорят про смеси с коксом, часто представляют универсальный состав, но на практике разница между прокаленным и непрокаленным коксом определяет весь цикл производства. В ООО Хэнань Минжунь Новый Материал мы через это прошли — в 2025 году начали с базовых рецептур, а сейчас вышли на спецификации под литиевые аноды.

Ошибки при подборе фракционного состава

Ранние партии в Сичуане показывали неравномерное спекание — виной был разброс крупности частиц. Пришлось пересмотреть ситовой анализ: для анодных материалов идеальным считается диапазон 15-25 мкм, но тут многое зависит от типа прокаленного нефтяного кокса. Например, игольчатый дает лучшую плотность, но требует точного дозирования связующих.

Один из наших заказчиков настаивал на использовании мелкой фракции (до 5 мкм) для увеличения удельной поверхности. На бумаге логично, но на деле такая смесь с коксом начинала комковаться еще на стадии сушки. Потеряли две партии, пока не вернулись к классическому гранулометрическому составу.

Сейчас для контроля используем лазерный анализатор Partica — дорого, но иначе нельзя. Даже 2% переизбытка мелкой фракции ведут к браку при графитации.

Влияние температуры прокалки на конечные свойства

До 2026 года мы закупали полупрокаленный кокс, доводя его в собственных печах. Смеси с коксом такого типа стабильны по сере, но требуют точного контроля времени выдержки. Наш технолог Вадим предлагал сократить цикл прокалки с 72 до 48 часов — эксперимент провалился, получили вспенивание материала.

Сейчас работаем с полным циклом прокалки при °C. Критически важно медленное охлаждение — если спешить, в структуре остаются внутренние напряжения. Это потом вылезает при прессовании анодов трещинами.

Для литиевых аккумуляторов важно содержание летучих — должно быть ниже 0.5%. Добиваемся этого только при поэтапном подъеме температуры с плато на 800°C.

Проблемы совместимости связующих компонентов

Самый болезненный опыт — попытка использовать каменноугольный пек вместо нефтяного. Для смесей с коксом это казалось логичной экономией, но пек кристаллизовался раньше, чем успевал пропитать частицы. В результате 30 тонн материала пошли на переработку.

Сейчас используем модифицированный пек с добавками — его вязкость стабильнее. Но и тут есть нюанс: при температуре смешения выше 160°C начинается преждевременная полимеризация. Приходится держать строгий термоконтроль на каждом смесителе.

Недавно пробовали водорастворимые связующие — для экологии хорошо, но плотность электродов получается на 12% ниже. Вероятно, нужно менять всю технологическую цепочку.

Логистические ограничения и хранение сырья

География Хэнань дает преимущества по транспортной доступности, но влажность воздуха летом достигает 85%. Привезенный кокс приходится сразу отправлять в сушильные камеры — иначе уже через сутки влажность поднимается выше допустимых 0.3%.

Хранить прокаленный нефтяной кокс больше месяца не рекомендуем — даже в герметичных силосах начинается окисление поверхности. Особенно чувствителен материал для анодов литий-ионных аккумуляторов.

Для экспортных партий перешли на вакуумную упаковку в биг-бэги — дороже, но сохраняет качество при морских перевозках. Проверяли: после 60 дней в контейнере параметры не изменились.

Контроль качества на производстве ООО Хэнань Минжунь

Наш завод в Сичуане внедрил трехступенчатый контроль: входное сырье, промежуточные смеси и готовый продукт. Для смесей с коксом ключевыми считаем тесты на насыпную плотность и электрическое сопротивление.

Раз в квартал отправляем образцы в независимую лабораторию — сравниваем свои замеры с эталонными. В прошлом месяце расхождение по зольности составило всего 0.02% — для нашей отрасли это отличный показатель.

Сейчас разрабатываем быстрый тест на спекаемость — пока используем трудоемкий метод с измерением усадки. Если удастся ускорить анализ, сможем сократить время переналадки линий на 15%.

Перспективы модификации составов

Экспериментируем с добавками кремния в смеси с коксом для увеличения емкости анодов. Пока стабильность циклирования оставляет желать лучшего — после 200 циклов деградация достигает 40%. Вероятно, нужно менять не состав, а структуру композита.

Интересное направление — использование вторичного графита из отходов производств. Тестовые партии показали приемлемые характеристики, но пока не выходим на серийный выпуск — нет стабильных поставок сырья.

К 2028 году планируем полностью перейти на безотходное производство — все побочные продукты используем в других цепочках. Уже сейчас 90% тепла от печей утилизируем для подогрева сушильных камер.