石墨電極的鋰化與膨脹過程

電池內(nèi)部產(chǎn)氣是導(dǎo)致電池鼓脹的一個重要原因，無論是電池在常溫循環(huán)、高溫循環(huán)、高溫擱置時，其均會產(chǎn)生不同程度的鼓脹產(chǎn)氣。據(jù)目前研究結(jié)果顯示，引起電芯脹氣的本質(zhì)是電解液發(fā)生分解所致。但是它在高溫下容易氧化，石墨的氧化從450℃開始，超過750℃后氧化急劇增加，且隨著溫度的升高而加劇，這就限制了其使用。電解液分解有兩種情況，一個是電解液有雜質(zhì)，比如水分和金屬雜質(zhì)使電解液分解產(chǎn)氣，另一個是電解液的電化學(xué)窗口太低，造成了充電過程中的分解，電解液中的EC、DEC等溶劑在得到電子后，均會產(chǎn)生自由基，自由基反應(yīng)的直接后果就是產(chǎn)生低沸點的烴類、酯類、醚類和CO2等。

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石墨的輻照損傷對反應(yīng)堆，特別是球床高溫氣冷堆的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能具有決定性的作用.中子慢化的機(jī)制是中子與慢化材料原子的彈性散射(碰撞)，把其攜帶的能量傳遞給慢化材料的原子.石墨也是核聚變反應(yīng)堆面向等離子體材料的很有希望的候選材料.隨著中子注量的增加，石墨先是收縮，達(dá)到小值后，收縮減小，恢復(fù)到原始尺寸，隨后迅速膨脹，為了有效地利用裂變釋放出來的中子，應(yīng)使其慢化下來.石墨的熱態(tài)性能通過輻照試驗求得，輻照試驗條件應(yīng)盡可能與反應(yīng)堆實際工況相同。為了降低石墨材料的氧化消耗，世界上許多科學(xué)工作者都開展了防氧化、添加涂層、改變原料配比工藝等研究工作，并取得了許多成果，主要是采用浸漬和噴涂的方法使其表面形成保護(hù)層以阻止石墨與氧的高溫反應(yīng)。

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?石墨電極的加料控制。

爐料（廢鋼、DRI、鐵水）成本可能是石墨電極煉鋼成本變化較大的因素，因此，許多石墨電極生產(chǎn)者，除為獲得一定產(chǎn)品質(zhì)量外，也為尋求較佳生產(chǎn)成本而交替改變爐料加入模式。達(dá)涅利開發(fā)了一種石墨電極冶煉不銹鋼的加料模型，該模型估算出原料占"生產(chǎn)成本的80％以上"。石墨電極廠家的低成本爐料（LCC）模型旨在通過考慮每一爐需要采用的生產(chǎn)方法、影響因素及限制條件包括原料、時間、廢鋼庫存，優(yōu)化石墨電極加料。端部高溫升華速率主要取決于通過電極的電流密度，其次與電極側(cè)部氧化后的直徑大小有關(guān)，端部消耗還與是否用電極插入鋼水增炭有關(guān)。該模型按照廢鋼、鐵合金、爐內(nèi)殘余鋼液和回爐鋼液（如果有）總量把每爐爐料作為計算因子，并提供了不同的計算模式與功能。

?石墨電極高溫防氧化涂料性能。

石墨電極正常工作時溫度可以達(dá)到1400℃，在這樣的高溫下，石墨電極內(nèi)襯在高溫火焰燒烤下，內(nèi)襯的保溫磚、保溫棉等保溫隔熱材料高溫具氧化老化，材料發(fā)酥脆化，保溫隔熱效果下降，石墨電極安全指數(shù)急劇下降。高溫下的石墨包括石墨電極、石墨模具和石墨坩堝三種，這三種材料中的石墨在高溫下，石墨很容易發(fā)生氧化燃燒反應(yīng)，造成材料表面膠碳層氣孔率增加和結(jié)構(gòu)疏松，影響使用壽命。電極的化學(xué)成分是碳，碳在一定條件下與空氣、水蒸氣、二氧化碳都會發(fā)生氧化反應(yīng)，電極側(cè)部氧化量與單位氧化速率和暴露面積有關(guān)。

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