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石墨盘厂家分享锂离子电池负极材料是天然石墨好,还是人造石墨好呢

时间:2023-02-16浏览次数:1698

  市场上很多产品,可能生活中很少接触,但它的作用是非常多,如石墨的作用,制作出来的产品也非常多,像生活电池、铅笔、石墨电极、石墨盘等,而随着市场的变化,也出现了人造石墨,市场的石墨可以分为天然石墨和人造石墨,这两种石墨对制作锂离子电池,哪种更好呢,接下来由石墨盘厂家分享锂离子电池负极材料是天然石墨好,还是人造石墨好呢。


  锂离子电池的能量密度高度依赖于正极材料。从锂离子电池商业化到现在,成熟的正极材料主要是石墨。


  与其他碳材料相比,石墨材料具有电子电导率高、锂离子扩散系数大、嵌锂容量高和嵌锂电位低等优点,石墨材料来源广泛,比以前使用的负极便宜材料。也是目前主流的锂离子电池的正极材料。


  随着石墨负极中锂离子嵌入的越来越深,负极的表面颜色逐渐从黑色变为蓝黑色再到深黄颜色,后面变为金黄颜色,石墨负极还完成C向LiC12、LiC6的转化并完成充电过程。


  石墨材料主要分为人造石墨和天然石墨


  2018年天然和人造石墨的综合透光率约为93%,其中人造石墨占69%,天然石墨占24%,其他石墨占7%。


  天然石墨颗粒大小不一,粒度分布较宽,未经处理的天然石墨不能直接用作负极材料,使用前需要经过一系列处理,人造石墨具有相对恒定的形状和粒度分布。


  天然石墨容量大,压实密度高,价格相对便宜,但由于颗粒大小不同,表面缺陷多,与电解液相容性差,副反应多。合成石墨具有多种性能,但其平衡性好,循环性能好,与电解液相容,因此价格昂贵。


  天然石墨在成本和比容量方面具有优势,但循环寿命较短且一致性不如合成石墨,与天然改性石墨相比,人造石墨技术更加成熟,具有更好的电解质相容性。


  此外,天然石墨主要用于小型锂电池和通用电子产品的锂电池,而人造石墨由于循环性能优异、充放电效率高、电解液相容性好,广泛应用于汽车动力电池,以及高端电子产品领域。


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  天然石墨主要分为无定形石墨和鳞片石墨两种


  非晶石墨纯度低,石墨晶面间距为0.336nm。颗粒之间有一定的相互作用,并在形成团聚或粒状颗粒时表现出各向同性。


  鳞片石墨结晶度高,片状结构大,各向异性明显。这种结构表明,石墨在锂嵌入和脱嵌过程中体积发生较大变化,石墨层结构被损坏,造成较大的不可逆容量损失,循环性能严重下降。


  鳞片石墨用作锂离子电池负极石墨时,首次存在不可逆容量大的缺点,鳞片石墨的循环性能差,大电流充放电性能差。因此,在使用它的时候,往往着重于对天然石墨进行改性,以提高自身,结构缺陷可提高电池性能。


  人造石墨根据加工工艺的不同主要分为MCMB、软碳、硬碳


  人造石墨负极材料是将针状焦、石油焦、沥青焦等原料在一定温度下烧成,经破碎、分选、高温石墨化而成,它的高结晶度是通过高温石墨化形成的。


  随着全球动力电池市场的兴起,对材料成本、加工性能、能量密度、循环寿命和快充速率等因素的综合要求提高,使得合成石墨成为锂电池正极材料的首选。


  近几年,全球对人造石墨的需求量逐年增加,受益于新能源汽车需求带来的动力电池产量增长。2018年全球人造石墨需求量达12.7万吨,同比增长39.6%,到2025年,市场需求预计将达到42.5万吨。


  2018年我国人造石墨需求量达到8.6万吨,出货量同比增长32.3%至13.3万吨,同比增长33%。


  综合石墨盘厂家所述,动力电池市场的需求不断的扩大,人造石墨已经成为了我们国家正极材料中很重要的材料,预计2025年中国人造石墨需求量将达到26.5万吨。