小型试验阶段是验证新技术可行性的重要环节，它在实验室环境中进行，对技术是否能够成功应用具有决定性作用。中试阶段则是实验室研究与大规模生产之间的关键过渡，它不仅有助于优化工艺流程和提升产品质量，还为后续的工业化生产提供了必要的数据支持。然而，实验室的建设和运营需要全面配置生产设备、检测仪器以及科研人才，企业在此过程中常常面临技术成熟度不足、市场需求不确定性、高额的资本投入以及较长的回报周期等挑战，许多项目因此因沉没成本过高而错失启动的最佳时机，甚至在初期阶段就终止了。

实验室配备了专业且经验丰富的设备操作人员，确保试验的顺利进行和数据的准确性。

此外，实验室装备了包括研磨、干燥、烧结、混合、高温包覆、融合改性、机械粉碎、气流粉碎等在内的前后端成套设备，并配备了专业的制氮系统、硅烷气体及氧化性气体供应系统。这些设施能够为锂（钠）电池正负极材料、固态电解质材料、燃料电池、半导体材料、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、稀土材料、磁性材料、催化剂、电子粉体材料、先进陶瓷、靶材等多种新材料领域提供小试和中试服务，并支持小试、中试产线的成套建设，以促进新材料技术的开发和应用。

实验室需要以下设备：

前端设备

研磨设备：球磨机、振动磨、砂磨机等，用于将原料进行粉碎和混合，以达到所需的粒度和均匀性。

混合设备：搅拌器、捏合机、双螺杆挤出机、V型混料机等，用于将不同材料均匀混合，形成所需的复合材料。

干燥设备：喷雾干燥器、滚筒干燥器、冷冻干燥机等，用于去除物料中的水分或其他溶剂，确保材料的干燥度和稳定性。

中端设备

烧结设备：箱式炉、气氛炉、真空炉、箱式预碳化炉、碳化炉、石墨化炉等，用于将混合好的材料在高温下进行烧结，形成具有一定结构和性能的材料。

高温包覆设备：回转炉、造粒釜，可用于在材料表面进行高温包覆处理，以改善材料的性能，如提高导电性、耐腐蚀性等。

融合改性设备：如等离子体处理设备、化学气相沉积（CVD）设备等，用于对材料进行表面改性或与其他材料融合，以获得新的性能。

后端设备

机械粉碎设备：如颚式破碎机、锤式破碎机等，用于将烧结后的材料进行粗粉碎，以便进行后续的细粉碎处理。

气流粉碎设备：如气流磨，用于将材料进行超细粉碎，以获得纳米级或微米级的粉末材料。

筛分分级机

振动筛分机：利用振动电机和弹簧产生振动，使物料在筛面上发生离析，筛孔不易堵塞，筛分效率高，构造简单，重量较轻，耗电少，还能筛分粘性或潮湿的物料。

电磁高频振网筛：采用电磁激振器驱动振动臂，振动臂上装有橡胶帽托住筛网并激振筛网，筛网采用两端折钩、纵向张紧安装，物料在自重和筛面高频振动作用下沿筛面流动、分层、透筛。

分级筛：由筛箱、振动电机、弹簧等部件组成，筛箱由筛框和编织筛网构成，筛框为金属结构件，筛面为用圆钢编织的方形孔筛网，具有体积小、操作方便、工作可靠等特点。

涡轮式气流分级机

分级机由进料控制系统、分级机主机、旋风收集系统、布袋收集器及引风机等部分组成，分级产品细度一般可达5-7μm。

分级机是卧式涡轮转子型分级机，主要分为上下两部分。上部分用涡轮转子分离细粉，下部分为粗粉分离仓。微细分级机这种分级机的主要特点是分级粒度范围广，可在3-150μm之间任意选择。

除磁机：用于去除石墨负极材料中的磁性杂质，以提高材料的纯度和电池的性能

电磁除铁器：用于清除散状非磁性物料中铁件的电磁设备，通电产生的强大磁力将混杂在物料中的铁件吸起后由卸铁皮带抛出，达到自动清除的目的。

干式粉料除磁机：适用于锂电池正、负极材料生产中的除磁，采用定制化设计筛网层数、间隙，配合特殊的油路内循环冷却+水路外循环换热设计，确保电磁线圈冷却均匀无死角，高密封压模翻板阀可自动排料。

锂电池材料除磁机：主要用于去除锂电池材料中的磁性杂质，以提高材料的纯度和电池的性能，工作原理基于磁场力的作用，当含有磁性杂质的锂电池材料通过除磁机的磁场区域时，磁性杂质会受到磁场力的作用而被吸附在磁场区域，从而实现磁性杂质与锂电池材料的分离。

辅助设备

制氮系统：用于提供高纯度的氮气，以满足某些材料制备过程中对惰性气氛的需求。

气体供应系统：包括硅烷气体及氧化性气体供应系统，用于提供特定的反应气体，以满足不同材料制备的需求。

检测仪器：如X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、能量色散X射线光谱仪（EDS）、热重分析仪（TGA）、差示扫描量热仪（DSC）等，用于对材料的结构、形貌、成分和性能进行分析和检测。

这些设备共同构成了实验室的设备体系，能够满足新材料领域从小试到中试的多种需求，为新材料技术的开发和应用提供有力支持。

石墨负极材料实验室所需的设备清单及其用途：

前处理设备

粉碎机：用于将石墨原料进行初步的粉碎处理，以达到后续工艺所需的粒度要求。

研磨机：进一步对石墨颗粒进行细化研磨，以获得更均匀的粒径分布。

筛分机：将粉碎和研磨后的石墨颗粒进行筛分，分离出符合粒度要求的颗粒。

混合设备

搅拌器：用于将石墨与其他添加剂（如粘合剂、导电剂等）进行均匀混合，形成负极浆料。

涂布设备

涂布机：将混合好的负极浆料均匀涂覆在铜箔上，形成负极片。

热处理设备

石墨化炉：用于在惰性气氛中通过高温处理将碳质材料转化为石墨，是石墨负极材料生产的关键设备。

碳化炉：用于对涂覆后的负极片进行碳化处理，以提高其导电性和稳定性。

后处理设备

除磁机：用于去除石墨负极材料中的磁性杂质，以提高材料的纯度和电池的性能。

筛分分级机：对石墨负极材料进行进一步的粒度分级，以满足不同应用的需求。

检测设备

X射线衍射仪（XRD）：用于分析石墨负极材料的晶体结构和相组成。

扫描电子显微镜（SEM）：用于观察石墨负极材料的表面形貌和微观结构。

比表面积测试仪：用于测定石墨负极材料的比表面积。

热失重分析仪（TGA）：用于测定石墨负极材料在不同温度下的热稳定性。

电导率仪：用于测量石墨负极材料的电导率。

辅助设备

空压站：为气动阀及设备气缸提供气源。

负压站：使生产过程中设备内部保持负压状态，用于气力输送和负压上料。

冷却水循环系统：用于间接冷却造粒工序的反应釜和碳化工序。

制氮系统：为石墨化炉等设备提供高纯度的氮气，以满足惰性气氛的需求。

这些设备共同构成了石墨负极材料实验室的设备体系，能够满足从原料处理到成品检测的全过程需求，为石墨负极材料的研发和生产提供有力支持。