石墨被國際公認為是“21 世紀支撐高新技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略資源”。隨著全球經(jīng)濟環(huán)境改善，石墨在戰(zhàn)略性新興行業(yè)的應用，尤其是在新能源汽車等行業(yè)的應用將會快速增加。
石墨：理想的負極材料
天然石墨是在高溫下有機成因的碳質(zhì)物變質(zhì)而成，呈鋼灰色、黑灰色，具有半金屬光澤，晶體結(jié)構(gòu)屬六方晶系，呈六邊形層狀結(jié)構(gòu)，具有耐高溫、導熱、導電、潤滑、可塑和抗腐蝕性等特性。
石墨是較早應用的負極材料，與其他碳材料相比，其導電性、結(jié)晶度更高，良好的層狀結(jié)構(gòu)和充放電電壓也十分適合正極材料的脫/嵌運動，且目前工藝成熟、成本較低，是較為理想的負極材料。
改性：優(yōu)化負極材料的性能
石墨負極一般采用天然鱗片石墨，但存在以下幾個缺點：
(1)鱗片石墨粉具有較大的比表面積，對負極的首次充放電效率有較大影響;
(2)石墨的片層結(jié)構(gòu)決定了Li+只能從材料端面嵌入，并逐漸擴散入顆粒內(nèi)部，由于鱗片石墨的各向異性，Li+擴散路徑較長且不均勻，導致其比容量較低;
(3)石墨的層間距較小，增加了Li+的擴散阻力，且倍率性能較差，快速充電時Li+易在石墨表面沉積形成鋰枝晶，導致嚴重的安全隱患。
為了解決這些問題，可以采用顆粒球形化、表面氧化、表面氟化、表面包覆軟碳、硬碳材料以及其它方式的表面修飾和微結(jié)構(gòu)調(diào)整等技術(shù)對天然石墨進行改性處理。從成本和性能的綜合考慮，目前工業(yè)界石墨改性主要使用碳包覆工藝處理。商業(yè)化應用的改性天然石墨比容量為 340～370mA·h/g，首周庫侖效率90%～93%，100% DOD循環(huán)壽命可達到1000次以上，基本可以滿足消費類電子產(chǎn)品對小型電池性能的要求。
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