经典-天然石墨与人造石墨的区别

天然石墨与人造石墨负极材料辨别方法剖析锂离子电池发展20年来,理论与学术界均未对锂离子电池用碳(石墨类)负极材料:天然石墨和人造石墨负极材料的辨别方法进行深入剖析,并明确科学的辨别与判定方法因此行业出现了天然石墨和人造石墨负极材料边界不清鱼龙混杂的现象，给材料的合理、有效使用造成了极大影响。面等工序处理制得其高结晶度是天然形成的而人造石墨负极材料是将易石墨化制得其高结晶度是通过高温石墨化形成的正是由于两者在原料和制备将经过多年探索、反复验证、切实可行的科学辨别方法公之于众：1、天然石墨与人造石墨负极材料微观形貌差异——SEM剖面分析法天然石墨负极材料SEM剖面图 人造石墨负极材料SEM剖面图在微观结构上天然石墨是层状结构其SEM剖面图中保留了鳞片石墨的层状构，片状结构间有大量空隙存在；而人造石墨负极材料为焦类、中间相类在高温石墨化过程中，晶体结构按ABAB结构重新排列，并聚合收缩，其内部致密无缝隙。2、天然石墨与人造石墨负极材料晶体结构差异——X射线衍射法从晶体结构看，天然石墨负极材料结晶度高，在XRD图谱上其(002)晶面衍射峰角度更高，层状结构完整、层间距小、取向性(I002/I110)明显，从43-45度对应(101)晶面衍射峰位置及46-47度的对应的(012)晶面衍射峰位置，可以看天然石墨存在明显的2H相和3R相而人造石墨只存在2H相六方石和菱方石墨3R）的XRD谱图如下:3、天然石墨与人造石墨负极材料无序度(ID/IG)差异——拉曼光谱分析法据SEM剖面图XRD晶体结构图及其参数进行区别外拉曼光谱测试的无序度ID/IG也是区别这两类石墨有效方法。天然球形石墨的无序度ID/IG一般为0.4~0.85，未经石墨化处理的表面包覆天然石墨无序度ID/IG一般为0.9~1.6未经石墨化处理的新型改性然石墨无序度ID/IG一般为0.2~0.6。人造石墨的无序度ID/IG一般为0.04~0.3。整体上，未经高温石墨化处理的天然石墨负极材料的无序度ID/IG比人造石墨负极材料的无序度ID/IG大经石墨化处理的表面包覆天然石墨无度ID/IG一般为0.17~0.36，人造石墨的无序度ID/IG一般为0.04~0.34，经石墨化处理的天然石墨与人造石墨的无序度ID/IG存在交集拉曼测试不是有效法。4、天然石墨与人造石墨负极材料——结果判定4.1未经高温（2400-3300℃）石墨化处理的天然石墨负极材料与人造石墨负材料的对比(1)SEM剖面图:未经高温石墨化处理的天然石墨负极材料的SEM剖面图中存片状结构间的空隙，人造石墨负极材料SEM剖面图致密、无缝隙。(2)XRD:未经高温石墨化处理的天然石墨负极材料的XRD图谱中存在明显的相和3R相，人造石墨负极材料XRD图谱只存在2H相。(3)ID/IG:未经高温石墨化处理的表面包覆天然石墨负极材料的无序度一般为0.9~1.6，人造石墨的无序度ID/IG一般为0.04~0.34。4.2经高温（2400-3300℃）石墨化处理的天然石墨负极材料与人造石墨材料的对比（分纯天然与人造，复合型两种进行说明）(1)SEM剖面图:经高温石墨化处理的纯天然石墨负极材料的SEM剖面图中存片状结构间的空隙纯人