వివిధ అనువర్తన రంగాలలో (లిథియం బ్యాటరీ యానోడ్‌లు మరియు అల్యూమినియం క్యాథోడ్‌ల వంటివి) గ్రాఫైటైజ్డ్ పెట్రోలియం కోక్ కోసం సూచిక అవసరాల యొక్క ముఖ్య దృష్టి కేంద్రీకరణలు ఏమిటి?

రెండు కీలక అనువర్తన రంగాలలో గ్రాఫైటైజ్డ్ పెట్రోలియం కోక్ కోసం విభిన్న సూచిక అవసరాలు: లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ యానోడ్‌లు మరియు అల్యూమినియం కాథోడ్‌లు

గ్రాఫైటైజ్డ్ పెట్రోలియం కోక్ కోసం సూచిక అవసరాలు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ యానోడ్‌లు మరియు అల్యూమినియం కాథోడ్‌లలో రసాయన కూర్పు, భౌతిక నిర్మాణం మరియు విద్యుత్ రసాయన పనితీరులో గణనీయమైన తేడాలను ప్రదర్శిస్తాయి. కీలక ప్రాధాన్యతలు ఈ క్రింది విధంగా సంగ్రహించబడ్డాయి:

I. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ యానోడ్‌లు: విద్యుత్ రసాయన పనితీరు ప్రధానం, నిర్మాణ స్థిరత్వాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం

1. తక్కువ సల్ఫర్ శాతం (<0.5%)
   గ్రాఫైటైజేషన్ సమయంలో సల్ఫర్ అవశేషాలు స్ఫటిక సంకోచ వ్యాకోచాలను ప్రేరేపించి, ఎలక్ట్రోడ్ పగుళ్లకు కారణమవుతాయి. అదనంగా, అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సల్ఫర్ వాయువులను విడుదల చేసి, సాలిడ్ ఎలక్ట్రోలైట్ ఇంటర్‌ఫేస్ (SEI) పొరను దెబ్బతీసి, కోలుకోలేని సామర్థ్య నష్టానికి దారితీయవచ్చు. ఉదాహరణకు, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ యానోడ్‌లలో ఉపయోగించే గ్రాఫైట్‌లో సల్ఫర్ పరిమాణాన్ని కఠినంగా నియంత్రించాలని GB/T 24533-2019 నిర్దేశిస్తుంది.
2. తక్కువ బూడిద శాతం (≤0.15%)
   బూడిదలోని లోహ మలినాలు (ఉదాహరణకు, సోడియం, ఇనుము) ఎలక్ట్రోలైట్ విచ్ఛిన్నతను ఉత్ప్రేరకపరుస్తాయి, దీనివల్ల బ్యాటరీ క్షీణత వేగవంతమవుతుంది. సోడియం మలినాలు యానోడ్ హనీకోంబ్ ఆక్సీకరణను కూడా ప్రేరేపించి, సైకిల్ లైఫ్‌ను తగ్గిస్తాయి. అధిక-స్వచ్ఛత గల గ్రాఫైట్‌లో బూడిద శాతాన్ని 0.15% కంటే తక్కువకు తగ్గించడానికి "త్రీ-హై" ప్రక్రియ (అధిక ఉష్ణోగ్రత, అధిక పీడనం, అధిక-స్వచ్ఛత గల ముడి పదార్థాలు) అవసరం.
3. అధిక స్ఫటికాకృతి మరియు దిశానిర్దేశిత అమరిక
   • అధిక నిజ సాంద్రత: గ్రాఫైట్ స్ఫటికత్వాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది; అధిక నిజ సాంద్రత లిథియం-అయాన్ చొప్పించడం/బయటకు తీయడం కోసం క్రమబద్ధమైన మార్గాలను నిర్ధారిస్తుంది, రేటు పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది.
   • తక్కువ ఉష్ణ వ్యాకోచ గుణకం: నీడిల్ కోక్, దాని పీచు నిర్మాణంతో, స్పాంజ్ కోక్ కంటే 30% తక్కువ ఉష్ణ వ్యాకోచ గుణకాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది, ఇది ఛార్జ్/డిశ్చార్జ్ చక్రాల సమయంలో ఘనపరిమాణ వ్యాకోచాన్ని తగ్గిస్తుంది (ఉదాహరణకు, అనైసోట్రోపిక్ గ్రాఫైట్ C-అక్షం వెంబడి వ్యాకోచించి, బ్యాటరీ ఉబ్బడానికి కారణమవుతుంది).
4. సమతుల్య కణ పరిమాణం మరియు నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం
   • విస్తృత కణ పరిమాణ పంపిణీ: ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన D10, D50, మరియు D90 పారామీటర్లు పెద్ద కణాల మధ్య ఉన్న ఖాళీలను చిన్న కణాలు నింపడానికి వీలు కల్పిస్తాయి, తద్వారా ట్యాప్ డెన్సిటీని మెరుగుపరుస్తాయి (అధిక ట్యాప్ డెన్సిటీ యూనిట్ ఘనపరిమాణానికి యాక్టివ్ మెటీరియల్ లోడింగ్‌ను పెంచుతుంది, అయితే అధిక స్థాయిలు ఎలక్ట్రోలైట్ వెట్టబిలిటీని తగ్గిస్తాయి).
   • మితమైన విశిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం: అధిక విశిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం (>10 m²/g) లిథియం-అయాన్ వలస మార్గాలను తగ్గిస్తుంది, రేటు పనితీరును పెంచుతుంది, కానీ SEI ఫిల్మ్ వైశాల్యాన్ని పెంచుతుంది, ఇది ప్రారంభ కూలంబ్ సామర్థ్యాన్ని (ICE) తగ్గిస్తుంది.
5. అధిక ప్రారంభ కూలంబ్ సామర్థ్యం (≥92.6%)
   మొదటి ఛార్జ్/డిశ్చార్జ్ సైకిల్‌లో SEI ఏర్పడే సమయంలో లిథియం వినియోగాన్ని తగ్గించడం అధిక శక్తి సాంద్రతను కొనసాగించడానికి కీలకం. ప్రమాణాల ప్రకారం ప్రారంభ డిశ్చార్జ్ సామర్థ్యం ≥350.0 mAh/g మరియు ICE ≥92.6% ఉండాలి.

II. అల్యూమినియం కాథోడ్‌లు: వాహకత్వం మరియు ఉష్ణఘాత నిరోధకత కీలక ప్రాధాన్యతలుగా

1. గ్రేడెడ్ సల్ఫర్ కంటెంట్ నియంత్రణ
   • తక్కువ సల్ఫర్ కోక్ (S < 0.8%): ఉక్కు తయారీ సమయంలో సల్ఫర్ వలన కలిగే గ్యాస్ ఉబ్బరం మరియు పగుళ్లను నివారించడానికి ప్రీమియం గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్‌లలో దీనిని ఉపయోగిస్తారు, దీనివల్ల టన్నుకు ఉక్కు వినియోగం తగ్గుతుంది (ఉదాహరణకు, ఒక సంస్థ తక్కువ సల్ఫర్ కోక్‌ను ఉపయోగించి యానోడ్ వినియోగాన్ని 12% తగ్గించింది).
   • మధ్యస్థ-సల్ఫర్ కోక్ (S 2%–4%): అల్యూమినియం ఎలక్ట్రోలైసిస్ యానోడ్‌లకు అనువైనది, ఇది ధర మరియు పనితీరును సమతుల్యం చేస్తుంది.
2. అధిక బూడిద సహనం (నిర్దిష్ట మలిన నియంత్రణలతో)
   అల్యూమినియం విద్యుద్విశ్లేషణ కరెంట్ సామర్థ్యంలో ఆవర్తన తగ్గుదలను నివారించడానికి బూడిదలోని వెనేడియం పరిమాణం ≤0.03% ఉండాలి. యానోడ్ తేనెగూడు ఆక్సీకరణను నివారించడానికి సోడియం మలినాలను కఠినంగా నియంత్రించాలి.
3. అధిక స్ఫటికాకృతి మరియు ఉష్ణ షాక్ నిరోధకత
   నీడిల్ కోక్‌ను దాని పీచు నిర్మాణం కారణంగా ఇష్టపడతారు. ఈ నిర్మాణం అధిక సాంద్రత, బలం, తక్కువ క్షయం మరియు అద్భుతమైన ఉష్ణఘాత నిరోధకతను అందిస్తుంది, దీనివల్ల ఇది అల్యూమినియం విద్యుద్విశ్లేషణ సమయంలో తరచుగా జరిగే ఉష్ణ హెచ్చుతగ్గులను తట్టుకోగలదు. తక్కువ ఉష్ణ వ్యాకోచ గుణకం నిర్మాణ నష్టాన్ని తగ్గించి, కాథోడ్ జీవితకాలాన్ని పొడిగిస్తుంది.
4. కణ పరిమాణం మరియు యాంత్రిక బలం
   • ముద్ద కణాలకు ప్రాధాన్యత: రవాణా మరియు కాల్చడం సమయంలో విరిగిపోకుండా నిరోధించడానికి పౌడర్ కోక్ కంటెంట్‌ను తగ్గిస్తుంది, యాంత్రిక దృఢత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.
   • అధిక నిష్పత్తిలో కాల్చిన కోక్: వాహకత్వం మరియు తుప్పు నిరోధకతను మెరుగుపరచడానికి అల్యూమినియం ఎలక్ట్రోలైసిస్ యానోడ్‌లలో 70% కాల్చిన కోక్‌ను ఉపయోగిస్తారు.
5. అధిక విద్యుత్ వాహకత
   నీడిల్ కోక్ ఎలక్ట్రోడ్‌లు 100,000 A కరెంట్‌లను మోయగలవు, దీనివల్ల ఒక్కో కొలిమికి 25 నిమిషాల ఉక్కు తయారీ సామర్థ్యం మరియు సాంప్రదాయ కోక్ కంటే మూడు రెట్లు అధిక వాహకత్వం లభిస్తాయి, తద్వారా శక్తి వినియోగం గణనీయంగా తగ్గుతుంది.

III. ప్రధాన వ్యత్యాసాల సారాంశం

IV. పరిశ్రమ పోకడలు

• లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ ఆనోడ్‌లు: శక్తి సాంద్రత మరియు సైకిల్ పనితీరును మరింతగా ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి, నూతన అణు-నిర్మాణ కోక్ (రేడియల్ ఆకృతి) మరియు పిచ్-సవరించిన కాల్చిన కోక్ (హార్డ్ కార్బన్ ఆనోడ్ సైకిల్ జీవితాన్ని మెరుగుపరచడం) అనేవి అభివృద్ధి చెందుతున్న పరిశోధనా కేంద్రాలుగా ఉన్నాయి.
• అల్యూమినియం కాథోడ్‌లు: 750 మిమీ పెద్ద-స్థాయి నీడిల్ కోక్ ఎలక్ట్రోడ్‌లకు మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్ గ్రైండింగ్ కోసం మీడియం-సల్ఫర్ కోక్‌కు పెరుగుతున్న డిమాండ్, అధిక వాహకత్వం మరియు అరుగుదల నిరోధకత దిశగా పదార్థాల అభివృద్ధిని నడిపిస్తోంది.