روش شناسایی گرافیت طبیعی و گرافیت مصنوعی

2025-03-26

مواد آند گرافیت طبیعی از گرافیت بلوری ورقه‌ای طبیعی ساخته شده است که از طریق سایش، کروی‌سازی، طبقه‌بندی، تصفیه و سطحی و غیره پردازش می‌شود. بلورینگی بالای آن به‌طور طبیعی شکل می‌گیرد. و مواد آند گرافیت مصنوعی از کربن‌های گرافیتی‌پذیر مانند کک نفتی، کک سوزنی، کک قیر، کلسینه در دمای معین و سپس پس از خرد کردن، درجه‌بندی و سیستم گرافیت‌سازی در دمای بالا به‌دست می‌آید و بلورینگی بالای آن از طریق گرافیت‌سازی در دمای بالا شکل می‌گیرد. به‌دلیل تفاوت اساسی در مواد خام و فناوری تهیه، میکروساختار، ساختار بلوری، عملکرد الکتروشیمیایی و عملکرد پردازش این دو به‌وضوح متفاوت است.

از نظر میکروساختار، گرافیت طبیعی لایه‌ای است. پروفایل SEM گرافیت طبیعی ساختار لایه‌ای را حفظ می‌کند و بین ساختارهای لایه‌ای شکاف‌های زیادی وجود دارد. در فرآیند گرافیت‌سازی در دمای بالا، ساختار بلوری بر اساس ساختار ABAB دوباره سازماندهی می‌شود و انقباض پلیمری و چگالی داخلی آن بدون شکاف است.

پراش پرتو ایکس

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:

طیف‌سنجی 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.

قضاوت در مورد نتیجه

1. مقایسه مواد آند گرافیت طبیعی بدون درمان گرافیتی‌سازی در دماهای بالا (2400-3300) و مواد آند گرافیت مصنوعی

(1) مقطع SEM: مقطع SEM از ماده آند گرافیت طبیعی بدون گرافیت‌سازی در دماهای بالا دارای شکاف‌هایی بین ساختارهای ورقه‌ای است، در حالی که مقطع SEM از ماده آند گرافیت مصنوعی متراکم و بدون درز است.

(2) XRD: در الگوی XRD ماده آند گرافیت طبیعی بدون درمان گرافیت‌سازی در دمای بالا، فاز 2H و فاز 3R به وضوح وجود دارند و تنها فاز 2H در الگوی XRD ماده آند گرافیت مصنوعی وجود دارد.

(3) ID/IG: نسبت بی‌نظمی ID/IG ماده آند گرافیت طبیعی پوشش‌دار بدون گرافیت‌سازی در دماهای بالا معمولاً 0.9~1.6 است و نسبت بی‌نظمی ID/IG گرافیت مصنوعی معمولاً 0.04~0.34 است.

2. مقایسه مواد منفی گرافیت طبیعی و مواد منفی گرافیت مصنوعی گرافیت شده در دمای بالا (2400-3300)

(1) مقطع SEM: مقطع SEM از ماده آند گرافیت طبیعی خالص که تحت گرافیت‌سازی با دمای بالا قرار گرفته است، دارای شکاف‌هایی بین ساختارهای ورقه‌ای است، در حالی که مقطع SEM از ماده آند گرافیت مصنوعی خالص دارای ساختاری متراکم و بدون شکاف است و تحت گرافیت‌سازی با دمای بالا قرار گرفته است. نمای مقطع SEM از ماده آند گرافیت ترکیبی نشان می‌دهد که فضاهای خالی بین ساختارهای ورقه‌ای گرافیت طبیعی و ساختار متراکم و بدون درز گرافیت مصنوعی همزمان وجود دارند.