자연 그래파이트와 인공 그래파이트의 식별 방법

2025-03-26

천연 흑연 양극 재료는 천연 플레이트 결정 흑연으로 만들어지며, 이는 분쇄, 구형화, 분류, 정화 및 표면 처리 등의 과정을 거칩니다. 이 재료의 높은 결정성은 자연적으로 형성됩니다. 인공 흑연 양극 재료는 석유 코크스, 니들 코크스, 아스팔트 코크스와 같은 그래피타이제하기 쉬운 탄소로 구성되며, 특정 온도에서 소성한 후 분쇄, 분급 및 고온 그래피타이제 고온 그래피타이제 과정을 거쳐 높은 결정을 갖게 됩니다. 원자재 및 제조 기술의 본질적인 차이로 인해 두 가지의 미세 구조, 결정 구조, 전기화학적 성능 및 가공 성능은 뚜렷하게 다릅니다.

미세 구조 측면에서 천연 흑연은 층상 구조를 가지고 있습니다. 천연 흑연의 SEM 프로필은 층상 구조를 유지하며, 층상 구조 사이에 많은 간격이 존재합니다. 고온 그래피타이제 과정에서 결정 구조는 ABAB 구조에 따라 재배열되며, 중합 수축이 일어나고 그 내부 밀도는 간격이 없습니다.

X선 회절

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:

라만 분광법

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.

결과 판단

1. 자연 흑연 음극 재료와 인공 흑연 음극 재료의 비교 (고온(2400-3300) 그래파이트 처리 없이)

(1) SEM 단면: 고온 그래파이트 처리가 없는 자연 흑연 음극 재료의 SEM 단면은 플레이트 구조 사이에 간격이 있으며, 인공 흑연 음극 재료의 SEM 단면은 밀집하고 이음새가 없습니다.

(2) XRD: 고온 그래파이트 처리 없이 자연 흑연 음극 재료의 XRD 패턴에는 뚜렷한 2H 상과 3R 상이 존재하며, 인공 흑연 음극 재료의 XRD 패턴에는 2H 상 만 존재합니다.

(3) ID/IG: 고온 그래파이트 처리가 없는 표면 코팅된 자연 흑연 음극 재료의 무질서도 ID/IG는 일반적으로 0.9~1.6이며, 인공 흑연의 무질서도 ID/IG는 일반적으로 0.04~0.34입니다.

2. 고온(2400-3300)에서 그래파이트 처리된 자연 흑연 음극 재료와 인공 흑연 음극 재료의 비교

(1) SEM 단면: 고온 그래파이트 처리된 순수 자연 흑연 음극 재료의 SEM 단면은 플레이트 구조 사이에 간격이 있으며, 순수 인공 흑연 음극 재료의 SEM 단면은 밀집된 구조로 간격이 없고 고온 그래파이트 처리되었습니다. 복합 그래파이트 음극 재료의 SEM 단면도에서는 자연 흑연 플레이트 구조와 인공 흑연 밀집 및 이음새 없는 구조 사이의 공극이 공존하는 모습을 보여줍니다.