Método de identificación de grafito natural y grafito artificial

2025-03-26

El material de ánodo de grafito natural está hecho de grafito cristalino en escamas natural, que se procesa mediante molienda, esferoidización, clasificación, purificación y superficie, etc. Su alta cristalinitud se forma de manera natural. Y el material de ánodo de grafito artificial es carbono de grafitización fácil como coque de petróleo, coque de aguja, coque de asfalto, que se calcina a una cierta temperatura, y luego después de triturar, clasificar, sistema de grafitización a alta temperatura, su alta cristalinidad se forma por grafitización a alta temperatura. Es por la diferencia esencial en las materias primas y la tecnología de preparación que la microestructura, la estructura cristalina, el rendimiento electroquímico y el rendimiento de procesamiento de ambos son claramente diferentes.

En términos de microestructura, el grafito natural es estratificado. El perfil de SEM del grafito natural conserva la estructura lamelar, y hay muchos espacios entre las estructuras lamelares. En el proceso de grafitización a alta temperatura, la estructura cristalina se reorganiza de acuerdo con la estructura ABAB, y la contracción por polimerización, y su densidad interna, sin espacio.

Difracción de rayos X

Desde la perspectiva de la estructura cristalina, el material de ánodo de grafito natural tiene alta cristalinitud. En el patrón de XRD, su pico de difracción del plano cristalino (002) tiene un ángulo más alto, la estructura lamelar es completa, el espaciamiento de las capas es pequeño, y la orientación (I002/I110) es obvia. Desde la posición del pico de difracción del plano cristalino (101) correspondiente a 43-45 grados y la posición del pico de difracción del plano cristalino (012) correspondiente a 46-47 grados, se puede ver que el grafito natural tiene una fase 2H y 3R obvias, mientras que el grafito artificial solo tiene la fase 2H. Los patrones de XRD del grafito hexagonal (2H) y del grafito romboédrico (3R) son los siguientes:

Espectroscopia Raman

Para el grafito natural y el grafito artificial sin tratamiento de grafitización, además del perfil de SEM, el diagrama de estructura cristalina XRD y sus parámetros para distinguir, la prueba de espectro Raman del grado de desorden ID/IG también es un método efectivo para distinguir estos dos tipos de grafito. El grado de desorden ID/IG del grafito esférico natural es generalmente 0.4~0.85, el grado de desorden ID/IG del grafito natural recubierto en la superficie sin grafitización es generalmente 0.9~1.6, y el grado de desorden ID/IG del nuevo grafito natural modificado sin grafitización es generalmente 0.2~0.6. El grado de desorden de grafito artificial ID/IG es generalmente 0.04~0.34. En general, el grado de desorden ID/IG del material de ánodo de grafito natural sin grafitización a alta temperatura es mayor que el del material de ánodo de grafito artificial. El grado de desorden ID/IG del grafito natural grafitizado recubierto en la superficie es generalmente 0.17~0.36, y el del grafito artificial es generalmente 0.04~0.34. El grado de desorden ID/IG del grafito natural grafitizado y el grafito artificial están en intersección, y la prueba Raman no es un método efectivo.

juicio de resultados

1. Comparación de materiales de ánodo de grafito natural sin tratamiento de grafitización a alta temperatura (2400-3300) y materiales de ánodo de grafito artificial

(1) SEM sección transversal: La sección transversal SEM del material de ánodo de grafito natural sin grafitización a alta temperatura tiene huecos entre las estructuras en forma de lámina, mientras que la sección transversal SEM del material de ánodo de grafito artificial es densa y sin costuras.

(2) XRD: Hay una clara fase 2H y fase 3R en el patrón de XRD del material de ánodo de grafito natural sin tratamiento de grafitización a alta temperatura, y solo existe la fase 2H en el patrón de XRD del material de ánodo de grafito artificial.

(3) ID/IG: El desorden ID/IG del material de ánodo de grafito natural recubierto sin grafitización a alta temperatura es generalmente de 0.9~1.6, y el desorden ID/IG del grafito artificial es generalmente de 0.04~0.34.

2. Comparación de material negativo de grafito natural y material negativo de grafito artificial grafitizado a alta temperatura (2400-3300)

(1) SEM sección transversal: La sección transversal SEM del material de ánodo de grafito natural puro tratado por grafitización a alta temperatura tiene huecos entre las estructuras en forma de lámina, mientras que la sección transversal SEM del material de ánodo de grafito artificial puro tiene una estructura densa y sin huecos, y ha sido sometida a grafitización a alta temperatura. La vista de sección transversal SEM del material de ánodo de grafito compuesto muestra que los vacíos entre las estructuras de lámina de grafito natural y la estructura densa y sin costuras de grafito artificial coexisten.