Perbezaan asas dan senario aplikasi elektrod grafit dan karbon
2025-03-12
Elektrod grafit dan karbon berbeza dengan ketara dalam kaedah pengeluaran, sifat fizikal, dan aplikasi -menentukan peranan mereka dalam metalurgi, elektrokimia, dan teknologi tenaga yang baru muncul.
1. Komposisi dan proses pembuatan bahan
Elektrod grafit terdiri daripada jarum kok dan padang arang batu dan menjalani 12 langkah pembuatan yang tepat, termasuk grafit dan impregnasi. Proses ini menghasilkan kesucian ultra tinggi (> 99% kandungan karbon) dan rintangan terma yang sangat baik (> 3600 ° C). Sebaliknya, elektrod karbon dihasilkan dari kok metalurgi dan antrasit melalui proses penaik yang lebih mudah, mencapai kandungan karbon sebanyak 90% -95% pada hanya 1/3 hingga 1/5 dari kos.
2. Perbandingan Harta Saham
Elektrod grafit mempunyai ketegaran yang tinggi (kekuatan lentur: 15-25 MPa) dan resistiviti elektrik yang rendah (5-10 μΩ · m). Koefisien pengembangan haba (CTE) mereka serendah 2-4 × 10⁻⁶/° C, memastikan kestabilan struktur pada suhu tinggi sehingga 1600 ° C. Sebaliknya, elektrod karbon lebih fleksibel (ketebalan: 0.1-5 mm), dengan CTE yang lebih tinggi daripada 8-12 × 10⁻⁶/° C, menjadikannya lebih sesuai untuk persekitaran terma dinamik.
3. Posisi medan Application
Elektrod grafit menguasai kira -kira 95% daripada pasaran keluli arka elektrik (EAF), menyumbang kepada lebih daripada 60% output keluli mentah global. Elektrod grafit Ultra-Tinggi diameter (UHP) besar (mis., Φ750 mm) juga semakin digunakan dalam pengeluaran anod bateri lithium-ion, mencapai pengurangan penggunaan tenaga 18%. Elektrod karbon, sebaliknya, cemerlang dalam aplikasi elektrokimia, seperti elektrolisis aluminium dengan kecekapan semasa dan deionisasi kapasitif (CDI) dengan kapasiti penyahgaraman 40 mg/g.
4. Trend pembangunan industri
Pengeluar China yang terkemuka, seperti Fangda Carbon, telah mencapai pengeluaran besar-besaran elektrod grafit φ800 mm UHP, meningkatkan bahagian pasaran China dari 65% pada tahun 2023 kepada yang diunjurkan 75% menjelang 2030. Inovasi dalam elektrod karbon Supercapacitors.
5. Analisis-manfaat analisis
Dalam sistem elektrolisis air, elektrod karbon menawarkan kos pelaburan awal yang hanya 25% daripada elektrod grafit tetapi memerlukan penyelenggaraan tahunan 30% lebih tinggi. Sebaliknya, dalam EAF Steelmaking, elektrod grafit menjimatkan 50 kWh per tan keluli dalam 1 tumbuhan MTPA, diterjemahkan kepada penjimatan kos tahunan sebanyak ¥ 20 juta.
6. Evolusi Teknologi
Teknologi elektrod grafit berkembang ke arah pengurangan ketahanan 15% melalui pengubahsuaian nano. Elektrod karbon sedang dipertingkatkan dengan teknik-teknik co-doping B-N untuk mencapai kekonduksian terma setinggi 300 w/(m · k). Sebagai tindak balas kepada tarif karbon EU, industri mempercepatkan penggunaan penalaan berasaskan tenaga bersih, memacu pembezaan teknologi selanjutnya.
