تعد كتل تكليس الأقطاب الكهربائية منخفضة الكبريت مكونات مهمة في أنظمة تخزين الطاقة المتقدمة، خاصة في بطاريات الليثيوم أيون وخلايا وقود الأكسيد الصلب (SOFCs). تخضع هذه الكتل لعمليات تكليس بدرجة حرارة عالية لتحقيق التوصيل الكهربائي الأمثل والاستقرار الكيميائي والقوة الميكانيكية. يوفر هذا الدليل المواصفات الفنية التفصيلية ورؤى التصنيع والتطبيقات لمساعدة الشركات على اختيار المنتج المناسب لاحتياجاتها.

المواصفات الفنية

تكوين المواد

تتكون كتل تكليس الأقطاب الكهربائية منخفضة الكبريت بشكل أساسي من مواد كربونية تحتوي على الحد الأدنى من محتوى الكبريت. تشمل المكونات الرئيسية ما يلي:

• ‌فحم الكوك البترولي‌: مادة غنية بالكربون ذات محتوى منخفض من الكبريت، وغالبًا ما تستخدم كمادة أساسية.

• ‌المواد الرابطة‌: عادة الزفت أو الراتينج، الذي يوفر التماسك أثناء عملية التكليس.

• ‌إضافات‌: قد تشمل عوامل الجرافيت أو أكاسيد المعادن لتعزيز الخواص الكهربائية.

الخصائص الرئيسية

عملية التصنيع

عملية التكليس

يتضمن تكليس كتل الأقطاب الكهربائية منخفضة الكبريت تسخين فحم الكوك إلى درجات حرارة تتراوح بين 1200 درجة مئوية و1400 درجة مئوية في بيئة يتم التحكم فيها بالأكسجين. هذه العملية:

1. ‌يزيل المواد المتطايرة‌: يزيل الكبريت والشوائب الأخرى من خلال التحلل الحراري.

2. ‌جرافيتي الكربون‌: يعزز التوصيل الكهربائي عن طريق محاذاة طبقات الكربون.

3. ‌يستقر الهيكل‌: يقلل من الضغوط الداخلية، ويحسن المتانة الميكانيكية.

ضبط الجودة

• ‌مراقبة درجة الحرارة‌: يضمن تسخينًا موحدًا في جميع أنحاء فرن التكليس.

• ‌اختبار الكبريت‌: يستخدم مضان الأشعة السينية (XRF) أو تحليل الاحتراق للتحقق من محتوى الكبريت.

• ‌التحليل المجهري‌: يفحص محاذاة البلورات والمسامية باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM).

التطبيقات

أنظمة تخزين الطاقة

• ‌بطاريات ليثيوم أيون‌: تستخدم كأنودات في البطاريات عالية الأداء، حيث يمنع المحتوى المنخفض من الكبريت تحلل الإلكتروليت.

• ‌خلايا وقود الأكسيد الصلب (SOFCs)‌: يعمل كمادة داعمة للأقطاب الكهربائية، مما يعزز التوصيل الأيوني والاستقرار الحراري.

الاستخدامات الصناعية

• ‌أقطاب لإنتاج الألومنيوم‌: محتوى الكبريت المنخفض يقلل من الانبعاثات الضارة أثناء التحليل الكهربائي.

• ‌أقطاب الجرافيت‌: يستخدم في أفران القوس الكهربائي لصناعة الصلب.

المزايا على نظيراتها عالية الكبريت

• ‌عمر بطارية ممتد‌: يقلل من التفاعلات الجانبية المرتبطة بالكبريت، مما يطيل عمر الدورة.

• ‌كفاءة أعلى في استخدام الطاقة‌: انخفاض المقاومة الكهربائية يقلل من فقدان الطاقة.

• ‌الامتثال البيئي‌: يفي باللوائح الصارمة بشأن انبعاثات الكبريت.

دليل الاختيار

العوامل التي يجب مراعاتها

1. ‌محتوى الكبريت‌: اختر الكتل التي تحتوي على أقل من 0.5% من الكبريت للتطبيقات المهمة.

2. ‌الخصائص الكهربائية‌: تأكد من توافق المقاومة مع متطلبات النظام.

3. ‌القوة الميكانيكية‌: تقييم قوة الضغط بناءً على حمل التطبيق.

تقييم الموردين

• ‌الشهادات‌: ابحث عن ISO 9001 أو المعايير الخاصة بالصناعة.

• ‌قدرات الاختبار‌: التحقق من مختبرات مراقبة الجودة الداخلية.

• ‌خيارات التخصيص‌: تحقق مما إذا كان الموردون يقدمون تركيبات مخصصة.

دراسة الحالة: التنفيذ في بطاريات الليثيوم والكبريت

أبلغت إحدى الشركات الرائدة في تصنيع البطاريات عن زيادة بنسبة 15% في عمر الدورة بعد التحول إلى كتل التكليس منخفضة الكبريت. أدى الحد الأدنى من محتوى الكبريت في الكتل إلى منع تأثيرات مكوك متعدد الكبريتيد، مما يعزز استقرار البطارية وسلامتها.