Identifikationsmethode für Naturgraphit und künstlichen Graphit

2025-03-26

Das Anodenmaterial aus natürlichem Graphit besteht aus natürlichem Plattenkristallgraphit, das durch Mahlen, Sphäroidisierung, Klassifizierung, Reinigung und Oberflächenverarbeitung etc. bearbeitet wird. Seine hohe Kristallinität entsteht auf natürliche Weise. Künstliches Graphit-Anodenmaterial hingegen ist leicht graphitisiertes Kohlenstoffmaterial wie Petroleumkoks, Nadelkoks, Asphaltkoks, das bei einer bestimmten Temperatur kalziniert wird, und dann nach dem Zerkleinern, der Klassifizierung und dem Hochtemperatur-Graphitierungssystem verarbeitet wird. Seine hohe Kristallinität entsteht durch Hochtemperatur-Graphitierung. Wegen des wesentlichen Unterschieds in den Rohstoffen und der Verarbeitungstechnologie unterscheiden sich die Mikrostruktur, die Kristallstruktur, die elektrochemischen Eigenschaften und die Verarbeitungseigenschaften der beiden deutlich.

In Bezug auf die Mikrostruktur ist natürlicher Graphit geschichtet. Das SEM-Profil von natürlichem Graphit behält die lamellare Struktur, und es gibt viele Lücken zwischen den lamellaren Strukturen. Während des Hochtemperatur-Graphitierungsprozesses wird die Kristallstruktur gemäß der ABAB-Struktur umorganisiert, und es gibt keine Lücken in der inneren Dichte.

Röntgenbeugung

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:

Raman-Spektroskopie

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.

Ergebnisbewertung

1. Vergleich von natürlichen Graphit-Anodenmaterialien ohne Hochtemperatur (2400-3300) Graphitisierungsbehandlung und künstlichen Graphit-Anodenmaterialien

(1) SEM-Querschnitt: Der SEM-Querschnitt des natürlichen Graphit-Anodenmaterials ohne Hochtemperaturgraphitierung weist Lücken zwischen den Blätterstrukturen auf, während der SEM-Querschnitt des künstlichen Graphit-Anodenmaterials dicht und nahtlos ist.

(2) XRD: In dem XRD-Muster des natürlichen Graphit-Anodenmaterials ohne Hochtemperaturgraphitierungsbehandlung sind deutliche 2H-Phase und 3R-Phase vorhanden, während im XRD-Muster des künstlichen Graphit-Anodenmaterials nur die 2H-Phase existiert.

(3) ID/IG: Die Unordnung ID/IG des oberflächenbeschichteten natürlichen Graphit-Anodenmaterials ohne Hochtemperaturgraphitierung liegt allgemein bei 0,9-1,6, während die Unordnung ID/IG von künstlichem Graphit allgemein bei 0,04-0,34 liegt.

2. Vergleich von natürlichem Graphit-Negativmaterial und künstlichem Graphit-Negativmaterial, das bei hoher Temperatur (2400-3300) graphitisiert wurde

(1) SEM-Querschnitt: Der SEM-Querschnitt des reinen natürlichen Graphit-Anodenmaterials, das durch Hochtemperaturgraphitierung behandelt wurde, weist Lücken zwischen den Blätterstrukturen auf, während der SEM-Querschnitt des reinen künstlichen Graphit-Anodenmaterials eine dichte Struktur ohne Lücken aufweist und einer Hochtemperaturgraphitierung unterzogen wurde. Die SEM-Querschnittsansicht des kompositen Graphit-Anodenmaterials zeigt, dass die Hohlräume zwischen den natürlichen Graphitblätterstrukturen und der dichten und nahtlosen Struktur des künstlichen Graphits koexistieren.