為什麼要使用球形石墨?

負極材料是鋰離子電池的核心材料之一,決定鋰離子電池的倍率性能,影響首次充放電效率和電池循環穩定性。天然石墨負極材料由天然鱗片石墨經破碎、球化、分級、提純、表面改質等製程製成。具有價格低廉、儲存容量大、安全無毒、導電性好等優點。

其中球形石墨具有導電性佳、結晶度高、成本低、充放電電位低且平坦、循環壽命長、綠色環保等優點。已逐漸成為鋰離子電池生產中使用的負極材料的更新換代產品。目前,我國已成功應用天然鱗片石墨原料開發出適合鋰離子電池生產的負極材料,即球形石墨的改質產品,鋰離子電池產業鏈進入了新時代。

為什麼要使用球形石墨?

天然石墨具有良好的導電性、高結晶度、良好的層狀結構。是目前應用最廣泛的鋰離子電池負極材料。石墨負極一般採用天然鱗片石墨,但有幾個缺點:

①鱗片石墨粉具有較大的比表面積,對負極的初次充放電效率影響較大;

②石墨的層狀結構決定了Li+只能從材料端面嵌入並逐漸擴散到顆粒內部。由於鱗片石墨的各向異性,Li+擴散路徑長且不均勻,導致比容量較低;

③石墨的層間距較小,增加了Li+的擴散阻力,倍率性能較差。在快速充電時,Li+容易沉積在石墨表面形成鋰枝晶,造成嚴重的安全隱患。

為了解決上述問題,需要對石墨進行改性,以優化負極材料的性能。目前主要的改質方法之一是球形處理。球形天然石墨材料具有較小的比表面積和較高的振實密度,因而具有較高的初始庫侖效率、較高的可逆充放電容量和較好的循環穩定性。

如何獲得球形石墨?

球形石墨一般採用高品質高碳天然鱗片石墨為原料,採用先進處理技術對石墨表面進行改質,生產不同細度、橢球形狀的石墨產品。

球形石墨的加工方法是將天然鱗片石墨粉通過機械蜂窩磨研磨成合適的粒度,然後利用蜂窩磨的氣壓去除棱角,使其最終形成橢圓形或橢圓形。同時,透過分級裝置將去角過程中剝落的細粉中的球形顆粒分離出來,得到常態分佈的球形石墨。

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