Метод идентификации натурального графита и искусственного графита

2025-03-26

Природный графитовый анодный материал изготовлен из природного кристаллического графита в виде чешуи, который обрабатывается путем измельчения, сферизации, классификации, очистки и обработки поверхности и т. д. Его высокая кристаллическая структура формируется естественным образом. Искусственный графитовый анодный материал легко графитизирующийся углерод, такой как нефтяной кокс, игловидный кокс, асфальтовый кокс, обжиг при определенной температуре, а затем после дробления, сортировки, высокотемпературной графитизации, его высокая кристаллическая структура формируется высокотемпературной графитизацией. Именно из-за принципиальной разницы в сырье и технологии производства микроструктура, кристаллическая структура, электрохимические характеристики и технологические свойства обоих материалов явно отличаются.

С точки зрения микроструктуры, природный графит имеет слоистую структуру. Профиль СЭМ природного графита сохраняет ламеллярную структуру, и между ламеллярными структурами имеется много промежутков. В процессе высокотемпературной графитизации кристаллическая структура реорганизуется в соответствии с ABAB структурой, а полимеризация сжимаются, и ее внутренняя плотность не имеет промежутков.

Рентгеновская дифракция

С точки зрения кристаллической структуры, анодный материал из природного графита имеет высокую кристалличность. В XRD-диаграмме угол дифракционного пика кристаллической плоскости (002) выше, ламеллярная структура полна, межслойное расстояние мало, и ориентация (I002/I110) очевидна. Из положения дифракционного пика кристаллической плоскости (101), соответствующего 43-45 градусам, и положения дифракционного пика кристаллической плоскости (012), соответствующего 46-47 градусам, видно, что природный графит имеет явную 2H фазу и 3R фазу, в то время как искусственный графит имеет только 2H фазу. XRD-диаграммы гексагонального графита (2H) и ромбоэдрического графита (3R) следующие:

Раманова спектроскопия

Для природного графита и искусственного графита без обработки графитизацией, помимо профиля СЭМ, диаграммы кристаллической структуры XRD и ее параметров для различия, тест спектра Рамана на беспорядок ID/IG также является эффективным методом для различия этих двух типов графита. Степень беспорядка ID/IG природного сферического графита обычно составляет 0.4~0.85, степень беспорядка ID/IG природного графита, покрытого на поверхности без графитизации, обычно составляет 0.9~1.6, а степень беспорядка ID/IG нового модифицированного природного графита без графитизации составляет обычно 0.2~0.6. Степень беспорядка ИИ/IG искусственного графита обычно составляет 0.04~0.34. В целом, степень беспорядка ID/IG анодного материала из природного графита без высокотемпературной графитизации больше, чем у анодного материала из искусственного графита. Степень беспорядка ID/IG графитизированного природного графита, покрытого на поверхности, обычно составляет 0.17~0.36, а для искусственного графита — обычно 0.04~0.34. Степени беспорядка ID/IG графитизированного природного графита и искусственного графита пересекаются, и тест Рамана не является эффективным методом.

Судебное решение

1. Сравнение анодных материалов из природного графита без высокотемпературной (2400-3300) графитизации и анодных материалов из искусственного графита

(1) СЭМ поперечное сечение: Поперечное сечение СЭМ анодного материала из природного графита без высокотемпературной графитизации имеет промежутки между слоистыми структурами, а поперечное сечение СЭМ анодного материала из искусственного графита плотное и бесшовное.

(2) XRD: В XRD-диаграмме анодного материала из природного графита без высокотемпературной графитизации наблюдаются явные 2H фаза и 3R фаза, а в XRD-диаграмме анодного материала из искусственного графита существует только 2H фаза.

(3) ID/IG: Беспорядок ID/IG анодного материала из природного графита, покрытого на поверхности без высокотемпературной графитизации, обычно составляет 0.9~1.6, а беспорядок ID/IG искусственного графита обычно составляет 0.04~0.34.

2. Сравнение негативного материала натурального графита и негативного материала искусственного графита, графитизированного при высокой температуре (2400-3300)

(1) Срез SEM: Срез SEM чистого анодного материала из натурального графита, обработанного высокотемпературной графитизацией, имеет зазоры между флеками, тогда как срез SEM чистого анодного материала из искусственного графита имеет плотную структуру без зазоров и также подвергался высокотемпературной графитизации. Срез SEM композитного анодного материала из графита показывает, что полости между флеками натурального графита и плотной бесшовной структурой искусственного графита сосуществуют.