Método de Identificação de Grafite Natural e Grafite Artificial

2025-03-26

O material ânodo de grafite natural é feito de grafite cristalina em flocos naturais, que é processada por meio de moagem, esferoidização, classificação, purificação e tratamento de superfície, etc. Sua alta cristalinidade é formada naturalmente. E o material ânodo de grafite artificial é fácil de carbonizar, como coque de petróleo, coque de agulha, coque de asfalto, calcinado a uma certa temperatura, e depois, após trituração, classificação, sistema de grafitização em alta temperatura, sua alta cristalinidade é formada pela grafitização em alta temperatura. É por causa da diferença essencial nas matérias-prima e na tecnologia de preparação que a microestrutura, a estrutura cristalina, o desempenho eletroquímico e o desempenho de processamento dos dois são obviamente diferentes.

Em termos de microestrutura, o grafite natural é em camadas. O perfil SEI de grafite natural mantém a estrutura lamelar, e há muitos espaços entre as estruturas lamelares. No processo de grafitização em alta temperatura, a estrutura cristalina é reorganizada de acordo com a estrutura ABAB, e a contração de polimerização, e sua densidade interna, sem espaço.

Difração de raios X

Do ponto de vista da estrutura cristalina, o material ânodo de grafite natural tem alta cristalinidade. No padrão de XRD, o ângulo do pico de difração do plano cristalino (002) é mais alto, a estrutura lamelar está completa, o espaçamento entre as camadas é pequeno e a orientação (I002/I110) é óbvia. A partir da posição do pico de difração do plano cristalino (101) correspondente a 43-45 graus e da posição do pico de difração do plano cristalino (012) correspondente a 46-47 graus, pode-se ver que o grafite natural tem uma fase 2H e uma fase 3R óbvias, enquanto o grafite artificial tem apenas a fase 2H. Os padrões de XRD de grafite hexagonal (2H) e grafite romboédrico (3R) são os seguintes:

Espectroscopia Raman

Para grafite natural e grafite artificial sem tratamento de grafitização, além do perfil SEI, diagrama da estrutura cristalina de XRD e seus parâmetros para distinguir, o teste de espectro Raman do grau de desordem ID/IG também é um método eficaz para distinguir esses dois tipos de grafite. O grau de desordem ID/IG do grafite esférico natural é geralmente de 0,4 a 0,85, o grau de desordem ID/IG do grafite natural revestido na superfície sem grafitização é geralmente de 0,9 a 1,6, e o grau de desordem ID/IG do novo grafite natural modificado sem grafitização é geralmente de 0,2 a 0,6. O grau de desordem do grafite artificial ID/IG é geralmente de 0,04 a 0,34. No geral, o grau de desordem ID/IG do material ânodo de grafite natural sem grafitização em alta temperatura é maior do que o do material ânodo de grafite artificial. O grau de desordem ID/IG do grafite natural grafitizado revestido na superfície é geralmente de 0,17 a 0,36, e o do grafite artificial é geralmente de 0,04 a 0,34. O grau de desordem ID/IG do grafite natural grafitizado e do grafite artificial se intersectam, e o teste Raman não é um método eficaz.

julgamento do resultado

1. Comparação de materiais de ânodo de grafite natural sem tratamento de grafitização a alta temperatura (2400-3300) e materiais de ânodo de grafite artificial

(1) Seção transversal SEM: A seção transversal SEM do material de ânodo de grafite natural sem grafitização a alta temperatura apresenta lacunas entre as estruturas em flocos, enquanto a seção transversal SEM do material de ânodo de grafite artificial é densa e sem costuras.

(2) XRD: Existem fases 2H e 3R óbvias no padrão de XRD do material de ânodo de grafite natural sem tratamento de grafitização a alta temperatura, e apenas a fase 2H existe no padrão de XRD do material de ânodo de grafite artificial.

(3) ID/IG: A desordem ID/IG do material de ânodo de grafite natural revestido na superfície, sem grafitização a alta temperatura, é geralmente de 0,9 a 1,6, enquanto a desordem ID/IG do grafite artificial é geralmente de 0,04 a 0,34.

2. Comparação de material negativo de grafite natural e material negativo de grafite artificial grafitizado a alta temperatura (2400-3300)

(1) Seção transversal SEM: A seção transversal SEM do material de ânodo de grafite natural puro tratado por grafitização a alta temperatura apresenta lacunas entre as estruturas em flocos, enquanto a seção transversal SEM do material de ânodo de grafite artificial puro possui uma estrutura densa e sem lacunas, e foi submetida à grafitização a alta temperatura. A visão da seção transversal SEM do material compósito de ânodo de grafite mostra que os vazios entre as estruturas em flocos de grafite natural e a estrutura densa e sem costuras de grafite artificial coexistem.