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石墨盤廠家分享鋰離子電池負(fù)極材料是天然石墨好,還是人造石墨好呢

時間:2023-02-16瀏覽次數(shù):2315

  市場上很多產(chǎn)品,可能生活中很少接觸,但它的作用是非常多,如石墨的作用,制作出來的產(chǎn)品也非常多,像生活電池、鉛筆、石墨電極、石墨盤等,而隨著市場的變化,也出現(xiàn)了人造石墨,市場的石墨可以分為天然石墨和人造石墨,這兩種石墨對制作鋰離子電池,哪種更好呢,接下來由石墨盤廠家分享鋰離子電池負(fù)極材料是天然石墨好,還是人造石墨好呢。


  鋰離子電池的能量密度高度依賴于正極材料。從鋰離子電池商業(yè)化到現(xiàn)在,成熟的正極材料主要是石墨。


  與其他碳材料相比,石墨材料具有電子電導(dǎo)率高、鋰離子擴散系數(shù)大、嵌鋰容量高和嵌鋰電位低等優(yōu)點,石墨材料來源廣泛,比以前使用的負(fù)極便宜材料。也是目前主流的鋰離子電池的正極材料。


  隨著石墨負(fù)極中鋰離子嵌入的越來越深,負(fù)極的表面顏色逐漸從黑色變?yōu)樗{(lán)黑色再到深黃顏色,后面變?yōu)榻瘘S顏色,石墨負(fù)極還完成C向LiC12、LiC6的轉(zhuǎn)化并完成充電過程。


  石墨材料主要分為人造石墨和天然石墨


  2018年天然和人造石墨的綜合透光率約為93%,其中人造石墨占69%,天然石墨占24%,其他石墨占7%。


  天然石墨顆粒大小不一,粒度分布較寬,未經(jīng)處理的天然石墨不能直接用作負(fù)極材料,使用前需要經(jīng)過一系列處理,人造石墨具有相對恒定的形狀和粒度分布。


  天然石墨容量大,壓實密度高,價格相對便宜,但由于顆粒大小不同,表面缺陷多,與電解液相容性差,副反應(yīng)多。合成石墨具有多種性能,但其平衡性好,循環(huán)性能好,與電解液相容,因此價格昂貴。


  天然石墨在成本和比容量方面具有優(yōu)勢,但循環(huán)壽命較短且一致性不如合成石墨,與天然改性石墨相比,人造石墨技術(shù)更加成熟,具有更好的電解質(zhì)相容性。


  此外,天然石墨主要用于小型鋰電池和通用電子產(chǎn)品的鋰電池,而人造石墨由于循環(huán)性能優(yōu)異、充放電效率高、電解液相容性好,廣泛應(yīng)用于汽車動力電池,以及高端電子產(chǎn)品領(lǐng)域。


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  天然石墨主要分為無定形石墨和鱗片石墨兩種


  非晶石墨純度低,石墨晶面間距為0.336nm。顆粒之間有一定的相互作用,并在形成團聚或粒狀顆粒時表現(xiàn)出各向同性。


  鱗片石墨結(jié)晶度高,片狀結(jié)構(gòu)大,各向異性明顯。這種結(jié)構(gòu)表明,石墨在鋰嵌入和脫嵌過程中體積發(fā)生較大變化,石墨層結(jié)構(gòu)被損壞,造成較大的不可逆容量損失,循環(huán)性能嚴(yán)重下降。


  鱗片石墨用作鋰離子電池負(fù)極石墨時,首次存在不可逆容量大的缺點,鱗片石墨的循環(huán)性能差,大電流充放電性能差。因此,在使用它的時候,往往著重于對天然石墨進行改性,以提高自身,結(jié)構(gòu)缺陷可提高電池性能。


  人造石墨根據(jù)加工工藝的不同主要分為MCMB、軟碳、硬碳


  人造石墨負(fù)極材料是將針狀焦、石油焦、瀝青焦等原料在一定溫度下燒成,經(jīng)破碎、分選、高溫石墨化而成,它的高結(jié)晶度是通過高溫石墨化形成的。


  隨著全球動力電池市場的興起,對材料成本、加工性能、能量密度、循環(huán)壽命和快充速率等因素的綜合要求提高,使得合成石墨成為鋰電池正極材料的首選。


  近幾年,全球?qū)θ嗽焓男枨罅恐鹉暝黾樱芤嬗谛履茉雌囆枨髱淼膭恿﹄姵禺a(chǎn)量增長。2018年全球人造石墨需求量達12.7萬噸,同比增長39.6%,到2025年,市場需求預(yù)計將達到42.5萬噸。


  2018年我國人造石墨需求量達到8.6萬噸,出貨量同比增長32.3%至13.3萬噸,同比增長33%。


  綜合石墨盤廠家所述,動力電池市場的需求不斷的擴大,人造石墨已經(jīng)成為了我們國家正極材料中很重要的材料,預(yù)計2025年中國人造石墨需求量將達到26.5萬噸。

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