Grafit Buatan

Kinerja elektrokimia
Dibandingkan dengan grafit alam, grafit buatan tidak hanya dapat mengontrol kualitas dan strukturnya dengan lebih ketat tetapi juga memiliki kinerja elektrokimia yang lebih baik. Sebagai bahan baterai pada umumnya, grafit selalu disukai. Namun dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang terus berlanjut, manusia dapat menghancurkan grafit alam dan kemudian mengolah grafit buatan melalui proses kimia atau fisik. Oleh karena itu, sebagai material baterai memiliki prospek penerapan yang luas dan dikenal sebagai material alternatif yang sangat potensial.

Desain Khusus
Itu juga dapat menyesuaikan struktur dan morfologi untuk mencapai desain yang disesuaikan guna memenuhi persyaratan kinerja berbagai skenario aplikasi. Misalnya, dengan mengontrol struktur mikronya secara cermat, ia dapat menjadi berbagai jenis bahan baterai seperti superkapasitor, bahan penyimpan energi, dan baterai litium-ion. Sifat ini menjadikan grafit buatan menjadi topik hangat di bidang penelitian bahan baterai.

Konduktivitas listrik yang tinggi
Ini adalah bahan yang terbuat dari grafit alam, yang mengubah struktur kristalnya melalui sintering suhu tinggi untuk membentuk bahan dengan konduktivitas tinggi, stabilitas suhu tinggi, dan pengendalian struktur yang tinggi. Ini banyak digunakan di banyak bidang, tetapi yang paling umum digunakan adalah pada baterai. Grafit buatan dalam baterai modern terutama digunakan pada pelat negatif untuk menyimpan dan melepaskan ion di elektroda negatif, yang menghasilkan arus listrik. Dibandingkan dengan grafit alami, grafit ini lebih murni, memiliki konduktivitas lebih tinggi, dan memiliki struktur yang lebih homogen, sehingga meningkatkan kinerja dan masa pakai baterai.

Konduktivitas listrik grafit buatan
Fakta bahwa grafit buatan bersifat konduktif secara elektrik disebabkan oleh struktur atomnya. Setiap atom karbon dalam kristal grafit buatan memiliki empat elektron valensi, disebut juga elektron terluar, yang dapat membentuk ikatan dengan atom tetangga. Namun, hanya tiga dari empat elektron valensi yang berikatan, sedangkan elektron keempat tetap bergerak bebas sehingga memungkinkan terjadinya listrik.

Konduktivitas termal grafit buatan
Grafit buatan memiliki konduktivitas termal yang sangat baik dikombinasikan dengan ketahanan suhu tinggi. grafit buatan tidak memiliki titik leleh; ia berubah dari wujud padat langsung menjadi wujud gas. Proses ini disebut sublimasi. Dalam atmosfer gas inert, grafit buatan menjadi dapat berubah bentuk secara plastis mulai pada suhu 2500 derajat. Pada suhu di atas 3750 derajat, grafit buatan menyublim bahkan tanpa adanya oksigen.

Ketahanan kimia dari grafit buatan
Grafit buatan adalah salah satu bahan yang paling tahan terhadap bahan kimia. Ia tahan terhadap hampir semua media kimia organik. Hal ini biasanya mencakup produk antara dan/atau produk akhir dalam petrokimia, penyulingan batu bara, industri plastik, produksi cat, pelapis, zat pendingin dan antibeku, namun juga dalam industri kosmetik dan makanan. grafit buatan juga tahan terhadap sebagian besar media anorganik, seperti asam non-pengoksidasi, basa, larutan garam berair, dan sebagian besar gas teknis.

Komposisi
Grafit Buatan:Diproduksi dari bahan baku karbon melalui pemrosesan suhu tinggi, grafit buatan menunjukkan struktur atom yang sangat teratur. Ia memiliki tingkat kemurnian melebihi 99% karbon, dengan pengotor yang tersisa sebagian besar terdiri dari abu dan bahan yang mudah menguap.
Grafit Alami:Berasal dari endapan mineral alami, grafit alami terbentuk melalui metamorfisme bahan organik. Ini terdiri dari kandungan karbon yang bervariasi, biasanya berkisar antara 15% hingga 95%, dengan komposisi sisanya terdiri dari pengotor seperti abu, belerang, dan elemen jejak.

Proses Manufaktur
Grafit Buatan:Produksi grafit buatan melibatkan grafitisasi bahan berkarbon, seperti kokas minyak bumi atau tar batubara, pada suhu melebihi 2.500 derajat. Proses ini memungkinkan penyelarasan atom karbon, menghasilkan struktur kristalin tinggi dengan konduktivitas termal dan listrik yang sangat baik.
Grafit Alami:Diekstraksi dari tambang atau penggalian, grafit alami mengalami beberapa perlakuan mekanis dan kimia untuk meningkatkan kualitasnya. Proses-proses ini meliputi penggilingan, flotasi, pemurnian, dan mikronisasi, yang memungkinkan penghilangan kotoran serta penyesuaian ukuran dan distribusi partikel.

Sifat Fisika dan Kimia
Grafit Buatan:Grafit buatan memiliki sifat fisik yang lebih unggul dibandingkan grafit alami. Ini menunjukkan kepadatan tinggi, porositas rendah, dan konduktivitas termal dan listrik yang luar biasa. Selain itu, grafit buatan menawarkan ketahanan yang sangat baik terhadap korosi kimia, sehingga cocok untuk aplikasi yang berat.
Grafit Alami:Grafit alam menunjukkan kepadatan lebih rendah, porositas lebih tinggi, dan konduktivitas termal dan listrik sedang. Sifatnya dapat bervariasi tergantung pada asal dan teknik pengolahan yang digunakan. Meskipun mungkin tidak memiliki tingkat kinerja yang sama dengan grafit buatan, grafit alam masih banyak diterapkan di berbagai industri.

Aplikasi
Grafit Buatan:Karena sifatnya yang luar biasa, grafit buatan banyak dimanfaatkan di industri maju. Ini adalah komponen penting dalam baterai lithium-ion, meningkatkan kepadatan energi dan memperpanjang masa pakainya. grafit buatan juga digunakan dalam aplikasi suhu tinggi seperti cawan lebur, elektroda, dan elemen pemanas.
Grafit Alami:Grafit alam dapat diterapkan di berbagai sektor. Ini umumnya digunakan sebagai pelumas karena sifat pelumasannya sendiri. Selain itu, grafit alam digunakan dalam industri baja dan otomotif untuk cawan lebur, pelapis pengecoran, kampas rem, dan gasket. Ia juga berfungsi sebagai bahan anoda pada baterai alkaline dan reaktor nuklir sebagai moderator.

Persiapan bubuk dan pasta
Bahan mentah untuk fabrikasi grafit buatan (kokas minyak bumi, kokas pitch, karbon hitam, grafit alam, dan potongan grafit sekunder dimuat dan disimpan dalam silo bahan mentah. Pertama, bahan mentah digiling di penghancur dan pabrik bola. Bubuk yang dihasilkan kemudian dikondisikan sesuai dengan distribusi ukuran partikel. Terakhir, bubuk dicampur dengan bahan pengikat untuk menghasilkan pasta.

Pembentukan bentuk
Campuran pucat yang dihasilkan dapat dipadatkan menggunakan salah satu teknik pembentukan bentuk: ekstrusi, pencetakan vibro, atau pengepresan isostatik dingin.
● Ekstrusi terdiri dari memaksa campuran pucat melewati cetakan dengan bukaan. Ekstrusi menghasilkan produk panjang seperti batang, batangan, pelat panjang, atau tabung dengan penampang teratur, yang dapat dipotong menjadi beberapa bagian sesuai panjang yang dibutuhkan. Bahan grafit yang diekstrusi bersifat isotropik. Sifat-sifat pada arah ekstrusi berbeda dengan sifat-sifat pada arah lainnya.
● Pencetakan getaran adalah metode pembentukan terputus-putus untuk produk dengan dimensi besar. Sebuah cetakan diisi dengan campuran pucat dan pelat logam berat diletakkan di atasnya. Kemudian material dipadatkan dengan cara menggetarkan cetakan. Benda yang terbentuk menunjukkan tingkat isotropi yang lebih tinggi dibandingkan dengan bahan yang diekstrusi.
● Pengepresan isostatik dingin adalah metode pemadatan serbuk yang dilakukan pada suhu kamar dan melibatkan pemberian tekanan dari berbagai arah melalui media cair yang mengelilingi bagian yang dipadatkan. Cetakan fleksibel yang direndam dalam media cair bertekanan digunakan. Bahan dengan struktur anisotropik seragam dibuat menggunakan metode pengepresan isostatik.

Pembakaran
Bagian yang dipadatkan diberi perlakuan panas dalam tungku pembakaran anaerobik pada suhu antara 900 dan 1200 derajat (1650 dan 2200 derajat F). Karbonisasi terjadi selama pemanggangan. Ini menghasilkan dekomposisi termal pengikat menjadi unsur karbon dan komponen yang mudah menguap. Karbon yang terbentuk dalam proses karbonisasi mengikat partikel bubuk. Volume pengikat lebih besar dari volume karbon yang terbentuk. Oleh karena itu, karbonisasi menghasilkan pembentukan pori-pori. Total volume relatif porositas ditentukan oleh kuantitas pengikat.

Impregnasi lapangan
Pada tahap proses ini, bagian karbon dapat diresapi dengan pitch dan dipanggang kembali untuk mengurangi porositasnya. Impregnasi biasanya dilakukan menggunakan pitch yang viskositasnya lebih rendah daripada pitch pengikat asli. Viskositas rendah diperlukan untuk mengisi celah secara lebih sempurna. Minyak lapangan biasanya digunakan untuk fungsi ini. Untuk beberapa kualitas grafit densitas tinggi, bagian karbon mungkin melalui siklus pemanggangan, impregnasi pitch, dan pemanggangan ulang beberapa kali.

Grafitisasi
Pada tahap ini, bagian-bagian yang dibentuk, dipanggang, diresapi pitch, dan dipanggang ulang diberi perlakuan panas dalam lingkungan anaerobik pada suhu yang sangat tinggi yaitu 2700 hingga 3000 derajat (4900 hingga 5450 derajat F). Grafitisasi menghasilkan kristalisasi karbon prekursor amorf, yang berubah menjadi grafit kristal. Di bawah pengaruh suhu, kristalit tumbuh dan tersusun ulang dalam pola susunan bidang paralel yang teratur. Transformasi ini disertai dengan perubahan sifat fisik material. Selama perlakuan suhu tinggi ini, grafit juga dimurnikan karena sebagian besar pengotornya (residu pengikat, gas, oksida, belerang) menguap.

Pemeriksaan kualitas
Barang-barang yang diberi grafit melalui serangkaian pengujian dan inspeksi sebelum dikirim. Pada tahap ini, material grafit yang dihasilkan sudah memiliki ketahanan korosi yang sangat baik dan konduktivitas termal yang luar biasa. Namun, bahan ini sangat berpori sehingga tidak tahan terhadap air sama sekali.

Perusahaan kini memiliki 2 bengkel produksi modern dan 2 bengkel penyimpanan besar, yang dapat memenuhi kebutuhan produksi skala besar dan logistik cepat. Volume produksi tahunannya mencapai 100,000 ton. Setelah kerja keras selama bertahun-tahun, kami telah bekerja sama dengan banyak perusahaan domestik dan mengekspor ke banyak negara dan wilayah. Di masa depan, perusahaan akan terus berpegang pada filosofi bisnis "berorientasi pada kualitas, kejujuran dan kepercayaan", terus meningkatkan kualitas produk dan tingkat layanan, melakukan kerjasama dan pertukaran yang luas dengan perusahaan dalam dan luar negeri, dan bersama-sama mendorong pengembangan. dari industri karbon.