प्राकृतिक ग्रेफाइट और कृत्रिम ग्रेफाइट की पहचान विधि

2025-03-26

प्राकृतिक ग्रेफाइट एनोड सामग्री प्राकृतिक फ्लेक क्रिस्टल ग्रेफाइट से बनाई जाती है, जो ग्राइंडिंग, स्पेरोइडाइजिंग, वर्गीकरण, शुद्धिकरण और सतह आदि की प्रक्रियाओं से गुजरी होती है। इसकी उच्च क्रिस्टलिनिटी स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होती है। और कृत्रिम ग्रेफाइट एनोड सामग्री ग्रेफिटाइजेशन के लिए आसान होती है जैसे पेट्रोलियम कोक, नीडल कोक, एश्फाल्ट कोक, एक निश्चित तापमान पर कैल्सिनेशन, और फिर कुचलने, ग्रेडिंग और उच्च तापमान ग्रेफिटाइजेशन प्रणाली के बाद, इसकी उच्च क्रिस्टलिनिटी उच्च तापमान ग्रेफिटाइजेशन द्वारा बनाई जाती है। दोनों के कच्चे माल और तैयार करने की तकनीक में मौलिक अंतर के कारण, सूक्ष्म संरचना, क्रिस्टल संरचना, विद्युत रासायनिक प्रदर्शन और प्रसंस्करण प्रदर्शन स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं।

सूक्ष्म संरचना के मामले में, प्राकृतिक ग्रेफाइट परतदार होती है। प्राकृतिक ग्रेफाइट का SEM प्रोफ़ाइल लमेलनर संरचना को बनाए रखता है, और लमेलनर संरचनाओं के बीच बहुत सारे गैप होते हैं। उच्च तापमान ग्रेफिटाइजेशन की प्रक्रिया में, क्रिस्टल संरचना ABAB संरचना के अनुसार पुनर्व्यवस्थापित होती है, और पॉलिमरकरण संकुचन होता है, और इसकी आंतरिक घनत्व, कोई गैप नहीं होता है।

एक्स-रे विवर्तन

क्रिस्टल संरचना के दृष्टिकोण से, प्राकृतिक ग्रेफाइट एनोड सामग्री की उच्च क्रिस्टलिनिटी होती है। XRD पैटर्न में, इसके (002) क्रिस्टल प्लेन विवर्तन पीक का कोण अधिक होता है, लमेलनर संरचना पूर्ण होती है, परत के बीच की दूरी छोटी होती है, और दिशा (I002/I110) स्पष्ट होती है। (101) क्रिस्टल प्लेन का विवर्तन पीक स्थिति 43-45 डिग्री और (012) क्रिस्टल प्लेन का विवर्तन पीक स्थिति 46-47 डिग्री देख कर, यह देखा जा सकता है कि प्राकृतिक ग्रेफाइट में स्पष्ट 2H फेज और 3R फेज होते हैं, जबकि कृत्रिम ग्रेफाइट में केवल 2H फेज होता है। हेक्सागोनल ग्रेफाइट (2H) और रोम्बोहेड्रल ग्रेफाइट (3R) के XRD पैटर्न इस प्रकार हैं:

रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी

प्राकृतिक ग्रेफाइट और कृत्रिम ग्रेफाइट के लिए जिनका ग्रेफिटाइजेशन उपचार नहीं हुआ है, SEM प्रोफाइल, XRD क्रिस्टल संरचना चित्र और इसके मानों को भेद करने के अलावा, रमन स्पेक्ट्रम परीक्षण अव्यवस्था ID/IG भी इन दो प्रकार के ग्रेफाइट को भेद करने के लिए एक प्रभावी विधि है। प्राकृतिक गोलाकार ग्रेफाइट की अव्यवस्था डिग्री ID/IG आमतौर पर 0.4~0.85 होती है, ग्रेफिटाइजेशन के बिना सतह पर कोटेड प्राकृतिक ग्रेफाइट की अव्यवस्था डिग्री ID/IG आमतौर पर 0.9~1.6 होती है, और बिना ग्रेफिटाइजेशन के नए संशोधित प्राकृतिक ग्रेफाइट की अव्यवस्था डिग्री ID/IG आमतौर पर 0.2~0.6 होती है। कृत्रिम ग्रेफाइट की अव्यवस्था डिग्री ID/IG आमतौर पर 0.04~0.34 होती है। कुल मिलाकर, उच्च तापमान ग्रेफिटाइजेशन के बिना प्राकृतिक ग्रेफाइट एनोड सामग्री की अव्यवस्था डिग्री ID/IG कृत्रिम ग्रेफाइट एनोड सामग्री की तुलना में अधिक होती है। सतह पर कोटेड ग्रेफिटाइज्ड प्राकृतिक ग्रेफाइट की अव्यवस्था डिग्री ID/IG आमतौर पर 0.17~0.36 होती है, जबकि कृत्रिम ग्रेफाइट की आमतौर पर 0.04~0.34 होती है। ग्रेफिटाइज्ड प्राकृतिक ग्रेफाइट और कृत्रिम ग्रेफाइट की अव्यवस्था डिग्री ID/IG में सामान्यता होती है, और रमन परीक्षण एक प्रभावी विधि नहीं है।

परिणाम मूल्यांकन

1. प्राकृतिक ग्रेफाइट एनोड सामग्री की तुलना बिना उच्च तापमान (2400-3300) ग्रेफिटिज़ेशन उपचार और कृत्रिम ग्रेफाइट एनोड सामग्री

(1) SEM क्रॉस-सेक्शन: उच्च तापमान ग्रेफिटिज़ेशन के बिना प्राकृतिक ग्रेफाइट एनोड सामग्री का SEM क्रॉस-सेक्शन चटकनी संरचनाओं के बीच में खाली जगहें दिखाई देती हैं, जबकि कृत्रिम ग्रेफाइट एनोड सामग्री का SEM क्रॉस-सेक्शन घना और बिना जोड़ों के होता है।

(2) XRD: उच्च तापमान ग्रेफिटिज़ेशन उपचार के बिना प्राकृतिक ग्रेफाइट एनोड सामग्री के XRD पैटर्न में स्पष्ट 2H चरण और 3R चरण होते हैं, और कृत्रिम ग्रेफाइट एनोड सामग्री के XRD पैटर्न में केवल 2H चरण ही मौजूद है।

(3) ID/IG: उच्च तापमान ग्रेफिटिज़ेशन के बिना सतह-लेपित प्राकृतिक ग्रेफाइट एनोड सामग्री का अस्थिरता ID/IG सामान्यत: 0.9~1.6 होता है, जबकि कृत्रिम ग्रेफाइट की अस्थिरता ID/IG सामान्यत: 0.04~0.34 होती है।

2. प्राकृतिक ग्रेफाइट नकारात्मक सामग्री और उच्च तापमान (2400-3300) पर ग्रेफिटाइज्ड कृत्रिम ग्रेफाइट नकारात्मक सामग्री की तुलना

(1) SEM क्रॉस-सेक्शन: उच्च तापमान ग्रेफिटिज़ेशन द्वारा संसाधित शुद्ध प्राकृतिक ग्रेफाइट एनोड सामग्री का SEM क्रॉस-सेक्शन चटकनी संरचनाओं के बीच में खाली जगहें दर्शाता है, जबकि शुद्ध कृत्रिम ग्रेफाइट एनोड सामग्री का SEM क्रॉस-सेक्शन घना संरचना और कोई जगह नहीं होती है, और इसे उच्च तापमान ग्रेफिटिज़ेशन का सामना करना पड़ा है। संयोग ग्रेफाइट एनोड सामग्री का SEM क्रॉस-सेक्शनल दृश्य दिखाता है कि प्राकृतिक ग्रेफाइट चटकनी संरचनाओं और कृत्रिम ग्रेफाइट घनी और बिना जोड़ों की संरचना के बीच की रिक्तियाँ सह-अस्तित्व में हैं।