天然石墨與人造石墨負極材料辨別方法剖析 鋰離子電池發展20年來,理論與學術界均未對鋰離子電池用碳(石墨類)負極材 料:天然石墨和人造石墨負極材料的辨別方法進行深入剖析,并明確科學的辨別 與判定方法，因此行業出現了天然石墨和人造石墨負極材料邊界不清，魚龍混雜 的現象，給材料的合理、有效使用造成了極大影響。 天然石墨負極材料系采用天然鱗片晶質石墨，經過粉碎、球化、分級、純化、表 面等工序處理制得，其高結晶度是天然形成的。而人造石墨負極材料是將易石墨 化碳如石油焦、針狀焦、瀝青焦等在一定溫度下煅燒，再經粉碎、分級、高溫石 墨化制得，其高結晶度是通過高溫石墨化形成的。正是由于兩者在原料和制備工 藝上存在本質的差別，使其在微觀形貌、晶體結構、電化學性能、加工性能上存 在明顯差異。為了統一標準、科學辨別、正確判定天然與人造石墨負極材料，現 將經過多年探索、反復驗證、切實可行的科學

采用人造石墨作為碳源,硼作為添加劑,nimnco合金作為觸媒,在金剛石穩定區域內(5.4gpa,1550k)利用溫度梯度法考察了析出的亞穩態再結晶石墨的形態變化情況。結果發現,高溫高壓下析出的亞穩態再結晶石墨的形態跟所用人造石墨碳源有明顯不同,人造石墨主要以雜亂無規則的鱗片狀形式存在,而析出的亞穩態再結晶石墨形態較為規則,而且隨著添加劑硼的加入,形態發生明顯變化。當體系中沒有硼存在時,亞穩態再結晶石墨大部分具有規則的六角形狀,而且呈現明顯的片層狀生長模式,晶體垂直立于觸媒之中,{0001}面與腔體內的軸向溫度梯度方向平行生長;當體系中有硼存在時,亞穩態再結晶石墨形態發生明顯變化,呈半球或者圓片狀,以螺旋式生長為主,{0001}面與腔體內的軸向溫度梯度方向垂直。

一個來自美國、加拿大、法國和捷克的國際科學家團隊在一項新研究中已經確定人造石墨烯所需的主要標準，為在實驗中合成這種材料提供了指南。該研究成果發表在最近的《新物理學雜志》上。

隨著精密鑄造技術的不斷發展，目前我國對于精密制殼的要求也是愈來愈高，傳統的水玻璃型殼雖然制作成本較低，但是該類型殼的強度得不到保證，同時由于水玻璃人造型殼大多還使用手工生產技術，因而制殼質量不均勻，這些都限制了水玻璃型殼的發展。近年來隨著新材料技術的不斷發展，將新型材料運用到水玻璃制殼過程中可以有效緩解此類問題，人造石墨砂便是其中之一，其在水玻璃制殼中的應用也取得了一定的成果。

為探究人造石墨包覆修飾處理對鋰離子電池負極固相擴散系數的影響,弄清鋰離子在包覆改性石墨中的傳輸擴散過程,采用交流阻抗測試技術對包覆修飾前后人造石墨中鋰離子的擴散系數進行測試。結果表明,鋰離子在人造石墨材料中的傳輸過程由鋰離子從電解液穿過膜層和在材料中的嵌入兩步組成,嵌鋰過程由固相擴散控制,改性前后樣品的擴散系數數量級在10-12之內,包覆修飾可對樣品的固相擴散系數略有提高。

隨著精密鑄造技術的不斷發展,目前我國對于精密制殼的要求也是愈來愈高,傳統的水玻璃型殼雖然制作成本較低,但是該類型殼的強度得不到保證,同時由于水玻璃人造型殼大多還使用手工生產技術,因而制殼質量不均勻,這些都限制了水玻璃型殼的發展。近年來隨著新材料技術的不斷發展,將新型材料運用到水玻璃制殼過程中可以有效緩解此類問題,人造石墨砂便是其中之一,其在水玻璃制殼中的應用也取得了一定的成果。

第42卷第17期 2014年9月 廣州化工 guangzhouchemicalindustry vol.42no.17 sep.2014 改性天然鱗片石墨鋰離子電池負極材料的研究 吳其修 1，2 ，李佳坤 1，2 ，劉明東 1，2 ，陳平 1，2 ，趙娟 3 (1湛江市聚鑫新能源有限公司，廣東湛江524024;2廣東東島新能源有限公司， 廣東湛江524024;3廣東海洋大學，廣東湛江524088) 摘要：對粒徑為12μm的天然鱗片石墨進行表面碳包覆改性，并對包覆前后樣品的微觀結構和電化學性能進行了研究。 結果表明：包覆改性提高了天然石墨的振實密度、表面形貌和電化學性能，在0.1c、0.2c、0.5c、1c、2c、5c和10c倍率 下，對應的可逆容量分別為368.6mah

第42卷第17期 2014年9月 廣州化工 guangzhouchemicalindustry vol.42no.17 sep.2014 改性天然鱗片石墨鋰離子電池負極材料的研究 吳其修 1，2 ，李佳坤 1，2 ，劉明東 1，2 ，陳平 1，2 ，趙娟 3 (1湛江市聚鑫新能源有限公司，廣東湛江524024;2廣東東島新能源有限公司， 廣東湛江524024;3廣東海洋大學，廣東湛江524088) 摘要：對粒徑為12μm的天然鱗片石墨進行表面碳包覆改性，并對包覆前后樣品的微觀結構和電化學性能進行了研究。 結果表明：包覆改性提高了天然石墨的振實密度、表面形貌和電化學性能，在0.1c、0.2c、0.5c、1c、2c、5c和10c倍率 下，對應的可逆容量分別為368.6mah

第26卷第2期高分子材料科學與工程vol.26,no.2 2010年2月polymermaterialsscienceandengineeringfeb.2010 木粉表面改性對聚氯乙烯木粉復合材料性能的影響 蘇琳,鄒嘉佳,游峰,鄧俊杰,陳光順,郭少云 (高分子材料工程國家重點實驗室,四川大學高分子研究所,四川成都610065) 摘要:選用不同偶聯劑對木粉(wf)進行表面改性。對聚氯乙烯木粉(pvcwf)復合材料力學性能測試結果表明,異氰 酸酯偶聯劑更適合對wf的表面改性。wf經異氰酸酯偶聯劑處理后疏水性得到明顯改善。隨wf填充量增加,pvc wf復合材料沖擊強度和線性熱膨脹系數下降,吸水率和維卡軟化溫度上升,并且異氰酸酯偶聯劑處理w

利用過氧化物作為引發劑,把馬來酸酐接枝到聚乙烯蠟上。接枝前后聚乙烯蠟的紅外光譜變化證實了接枝反應的發生。與未改性的聚乙烯蠟相比,改性后聚乙烯蠟填充木粉/hdpe復合材料的平衡扭矩和力學性能提高,其拉伸、彎曲、沖擊強度分別提高71%、47%和70%,但隨著改性聚乙烯蠟添加量的增加,材料的力學性能又有所下降。掃描電鏡照片顯示改性聚乙烯蠟填充的復合材料,木粉在基體中分散均勻,界面結合良好。

石墨作為鋰離子電池的負極材料具有高的脫嵌鋰容量及平坦且低的（相對于鋰金屬）電壓特性，但也存在一些問題，如在高倍率充放電性能及與電解質的相容性方面。本工作制備并研究了環氧樹脂包覆石墨制備的復合碳材料。當用這種復合碳材料作為鋰離子電池的負極時，它的無序結構的焦炭殼層防止了石墨核心材料在插鋰過程中的剝落現象，改進了鋰離子在陽極材料中的擴散性能。這種材料與石墨相比，不僅保留了石墨具有較高的插鋰容量的特性，并且大大改進了其與電解質溶液的相容性和動力學性能，當這種復合碳材料用１ｃ充放電時，仍保持有２００ｍａｈ／ｇ的容量。

16. 人造石墨和天然石墨的區別 人造石墨循環比天然石墨好，天然石墨容量高，由于循環差的原因對電解液的選 擇比較重要，天然石墨比較軟，但是壓實過高其顆粒可能就形變了，并且吸液能 力會急劇下降 天然石墨壓實密度高，克容量高，一般在350mah/g以上；加工性能好；但是在同等壓實 密度條件下，循環性能要稍差，低溫性能及倍率性能稍差。 人造石墨循環性能、高低溫性能好，但是壓實密度低，克容量不高，一般在325～350mah/g。 加工性能稍差。 （中國-南朝鮮-原蘇聯）我國石墨儲量、原料產量及出口量均居世界首位，且晶質鱗片石墨大片 率高、雜質少。南朝鮮是世界第二大石墨生產國，大部分為土狀石墨。原蘇聯是第三石墨生產國， 主要為晶質石墨。日本是最大的石墨進口國和消費國，美國、德國、英國的消耗量也很大。 天然石墨的價值及其純度與粒度關系最大。純度常用含碳量或灰分表示，

以石蠟為相變材料基液,分別添加不同體積分數的納米石墨烯和納米石墨烯片,通過兩步法制備納米顆粒復合相變材料,并進行了熱性能參數測試和對比。搭建試驗臺測試復合相變材料的蓄放熱過程并記錄溫度隨時間變化曲線。結果表明,復合相變材料的相變潛熱隨著2種納米顆粒的添加量增大而減小；對于導熱為主導的凝固過程,復合相變材料的凝固速率相對于純石蠟有提升作用,添加體積分數為1%的納米石墨烯和納米石墨烯片分別可提升8.7%和6.3%；對于融化過程,導熱和對流共同作用決定融化速率是否被強化。

以聚氨酯為壓電聚合物,壓電相和導電相分別采用經適量偶聯劑改性過的壓電陶瓷粉末和石墨粉末,制備了一種柔性壓電導電制振材料。實驗加入定量的優選配比的壓電粉末,通過改變加入石墨粉體的量,研究石墨粉體的含量對復合材料壓電導電制振性能的影響。

含石墨的mgo-c耐火材料具有優異的抗渣性和抗熱震性,是煉鋼工業最重要的耐火材料。然而,較高的石墨或碳含量會導致mgo-c耐火材料的高溫強度降低,耐火襯的熱導率增加。因此,需要減少碳含量且不降低抗熱震性。印度的研究人員利用膨脹石墨代替鱗片石墨,并研究了mgo-c材料的性能。試驗基礎配比(w)為:粗、中顆粒的高純電熔鎂砂65%,鎂砂細粉28%,鱗片石墨5%,al粉1%,b4c粉1%,外加熱塑性酚醛樹脂4%。以質量分數分別為0.2%、0.5%、0.8%的

在硬脂酸中加入膨脹石墨，用熔融共混法制備了硬脂酸/膨脹石墨復合相變材料，對復合相變材料的微觀結構、熱性能、穩定性、儲放熱能力等進行了表征分析，探究了膨脹石墨對硬脂酸結構與性能的影響規律。結果表明：硬脂酸/膨脹石墨復合相變材料結構上是硬脂酸與膨脹石墨的物理結合，未發生化學反應生成其他物質，保持了兩者的優良性能；隨著膨脹石墨質量的增加，復合相變材料儲放熱時間減少，熱效率提高，穩定性增強，同時相變溫度和相變潛熱降低。

含石墨的mgo—c耐火材料具有優異的抗渣性和抗熱震性，是煉鋼工業最重要的耐火材料。然而，較高的石墨或碳含量會導致mgo—c耐火材料的高溫強度降低，耐火襯的熱導率增加。因此，需要減少碳含量且不降低抗熱震性。印度的研究人員利用膨脹石墨代替鱗片石墨，并研究了mgo—c材料的性能。

提出采用膨脹石墨對石墨/酚醛樹脂復合板進行表面改性,改性后復合板的體積電阻和接觸電阻都有顯著降低。考察了膨脹石墨的膨脹體積、膨脹石墨層厚度等因素對膨脹石墨改性復合板的接觸電阻和體積電阻的影響。結果表明,膨脹石墨的膨脹體積是影響膨脹石墨改性復合板體積電阻和接觸電阻的重要因素。隨膨脹石墨層厚度增加,接觸電阻先減小而后趨于不變。復合板中酚醛樹脂含量越高,采用膨脹石墨表面改性對降低復合板的體積電阻和接觸電阻的效果越顯著。

采用高壓浸漬呋喃樹脂工藝制備了浸樹脂石墨復合材料,并將其加工成密封環進行氣密性檢驗。利用車加工、磨加工及表面拋光等處理方法得到不同的材料表面狀態,研究了表面狀態與材料密封性能之間的關系。結果表明,浸樹脂工藝能大幅提高材料的綜合性能,可以作為高性能機械密封材料得到應用。材料的表面狀態與其密封性能密切相關,表面微觀形貌引起的o型膠圈封閉不嚴是影響材料密封性能的關鍵因素。

以天然石墨為原料,球磨過篩得到顆粒均一的球形顆粒。酚醛樹脂作為碳源對球磨后石墨進行包覆,經過高溫碳化處理,在天然石墨表面形成一層碳包覆層,再對包覆后石墨用聚二甲基硅氧烷進行表面預成膜處理。采用x射線衍射儀、掃描電子顯微鏡和land電池測試系統等對共改性石墨進行結構、形貌和電化學性能分析。xrd分析顯示,共改性后的石墨層間距d002和無序化程度增加,說明在石墨的表面形成了一定的包覆層。sem圖片中可以看出改性后的石墨顆粒致密均勻且較為圓滑,這種結構使得石墨顆粒表面積適當減小,電化學性能得到提高。電化學性能測試結果,采用共改性后的石墨在0.1c首次放電比容量達到362ma·h/g,首次庫倫效率為92%,100個循環后容量仍保持為最高容量的98.6%。

以天然石墨為原料,球磨過篩得到顆粒均一的球形顆粒。酚醛樹脂作為碳源對球磨后石墨進行包覆,經過高溫炭化處理,在天然石墨表面形成一層炭包覆層,再對包覆后石墨用聚二甲基硅氧烷進行表面預成膜處理。采用x射線衍射儀、掃描電子顯微鏡和電池測試系統等對共改性石墨進行結構、形貌和電化學性能分析。xrd分析顯示,共改性后的石墨層間距d(002)和無序化程度增加,說明在石墨的表面形成了一定的包覆層。sem圖片中可以看出改性后的石墨顆粒致密均勻且較為圓滑,這種結構使得石墨顆粒表面積適當減小,電化學性能得到提高。電化學性能測試結果表明,采用共改性后的石墨在0.1c首次放電比容量達到362mah/g,首次庫倫效率為92%,100個循環后容量仍保持為最高容量的98.6%。

簡要論述了電池負極石墨材料燒成隧道窯的設計和使用情況,介紹了爐體密封形式、前后置換機構工作過程、煙氣的排放和控制方案等。使用情況證實了設計方案的正確性。