طريقة التعرف على الجرافيت الطبيعي والجرافيت الاصطناعي

2025-03-26

مادة الأنود الجرافيتي الطبيعي مصنوعة من جرافيت بلوري رفيع طبيعي، الذي يتم معالجته عن طريق الطحن، والتشكيل الكروي، والتصنيف، والتنقية، والسطح، وما إلى ذلك. وتتشكل بلورته العالية بشكل طبيعي. بينما مادة الأنود الجرافيتي الصناعية من السهل تحويلها إلى جرافيت مثل الكوك النفطي، الكوك الإبرة، كوك الأسفلت، يتم خبزها عند درجة حرارة معينة، ثم يتم سحقها، وتصنيفها، ونظام جرافيت عالي الحرارة، وتتشكل بلورته العالية من خلال الجرافيت العالي الحرارة. نتيجة لاختلاف المواد الخام وتقنية الإعداد، فإن البنية المجهرية، الهيكل البلوري، الأداء الكهروكيميائي وأداء المعالجة بين الاثنين تختلف بشكل واضح.

فيما يتعلق بالهيكل المجهري، فإن الجرافيت الطبيعي عبارة عن طبقات. يظل شكل SEM للجرافيت الطبيعي يحتفظ بالهيكل الطبقي، وهناك الكثير من الفجوات بين الهياكل الطبقية. في عملية الجرافيت العالي الحرارة، يتم إعادة ترتيب الهيكل البلوري وفقًا للهيكل ABAB، وينكمش البوليمر، وكثافته الداخلية، دون فجوة.

التحليل بالأشعة السينية

From the perspective of crystal structure, the natural graphite anode material has high crystallinity. In the XRD pattern, its (002) crystal plane diffraction peak Angle is higher, the lamellar structure is complete, the layer spacing is small, and the orientation (I002/I110) is obvious. From the diffraction peak position of (101) crystal plane corresponding to 43-45 degree and the diffraction peak position of (012) crystal plane corresponding to 46-47 degree, It can be seen that natural graphite has obvious 2H phase and 3R phase, while artificial graphite only has 2H phase. The XRD patterns of hexagonal graphite (2H) and rhombohedral graphite (3R) are as follows:

طيف رامان

For natural graphite and artificial graphite without graphitization treatment, in addition to the SEM profile, XRD crystal structure diagram and its parameters to distinguish, Raman spectrum test disorder ID/IG is also an effective method to distinguish these two types of graphite. The disorder degree ID/IG of natural spherical graphite is generally 0.4~0.85, the disorder degree ID/IG of natural graphite coated on the surface without graphitization is generally 0.9~1.6, and the disorder degree ID/IG of new modified natural graphite without graphitization is generally 0.2~0.6. The disorder degree OF artificial graphite ID/IG is generally 0.04~0.34. On the whole, the disorder degree ID/IG of natural graphite anode material without high temperature graphitization is larger than that of artificial graphite anode material. The disorder degree ID/IG of the graphitized natural graphite coated on the surface is generally 0.17~0.36, and that of the artificial graphite is generally 0.04~0.34. The disorder degree ID/IG of the graphitized natural graphite and the artificial graphite are in intersection, and Raman test is not an effective method.

حكم النتيجة

1. مقارنة مواد أنود الجرافيت الطبيعي بدون معالجة جرافيت عالية الحرارة (2400-3300) ومواد أنود الجرافيت الاصطناعي

(1) مقطع SEM: يشتمل مقطع SEM لمادة الأنود الجرافيت الطبيعي بدون معالجة جرافيت عالية الحرارة على فوارق بين هياكل الرقائق، بينما مقطع SEM لمادة الأنود الجرافيت الاصطناعي كثيف ولا توجد فيه فجوات.

(2) XRD: يوجد في نمط XRD لمادة الأنود الجرافيت الطبيعي بدون معالجة جرافيت عالية الحرارة مراحل 2H و3R بشكل واضح، بينما المرحلة 2H فقط موجودة في نمط XRD لمادة الأنود الجرافيت الاصطناعي.

(3) ID/IG: درجة الاضطراب ID/IG لمادة الأنود الجرافيت الطبيعي المغطاة على السطح بدون معالجة جرافيت عالية الحرارة تتراوح عادة بين 0.9 إلى 1.6، بينما درجة الاضطراب ID/IG للجرافيت الاصطناعي تتراوح عادة بين 0.04 إلى 0.34.

2. مقارنة مادة الجرافيت الطبيعي السالبة ومادة الجرافيت الاصطناعي السالبة المعالجة عند حرارة عالية (2400-3300)

(1) مقطع SEM: يتضمن مقطع SEM لمادة الأنود الجرافيت الطبيعي النقي المعالج بالحرارة العالية فجوات بين هياكل الرقائق، بينما مقطع SEM لمادة الأنود الجرافيت الاصطناعي النقي له هيكل كثيف ولا توجد به فجوات، وقد تم معالجته عند حرارة عالية. يُظهر مقطع SEM لمادة الأنود الجرافيت المركب وجود فراغات بين هياكل رقائق الجرافيت الطبيعي وهيكل الجرافيت الاصطناعي الكثيف والمستمر.