วิธีการระบุกราไฟต์ธรรมชาติและกราไฟต์เทียม

2025-03-26

วัสดุแอโนดกราไฟต์ธรรมชาติทำจากกราไฟต์ผลึกแบบแผ่นธรรมชาติ ซึ่งผ่านกระบวนการบด การทำให้เป็นทรงกลม การจำแนกประเภท การทำให้บริสุทธิ์ และการทำผิว เป็นต้น ความเป็นผลึกสูงของมันเกิดขึ้นตามธรรมชาติ และวัสดุแอโนดกราไฟต์เทียมง่ายต่อการทำให้เป็นกราไฟต์จากคาร์บอน เช่น โค้กปิโตรเลียม โค้กเข็ม โค้กยางมะตอย การเผาที่อุณหภูมิที่กำหนด และหลังจากนั้นจะถูกบด แบ่งเกรด ระบบการทำให้เป็นกราไฟต์ที่อุณหภูมิสูง ความเป็นผลึกสูงของมันเกิดจากการทำให้เป็นกราไฟต์ที่อุณหภูมิสูง เนื่องจากความแตกต่างที่สำคัญในวัตถุดิบและเทคโนโลยีการเตรียม ทำให้โครงสร้างจุลภาค โครงสร้างผลึก สมรรถนะทางอิเล็กโตรเคมี และสมรรถนะการประมวลผลของทั้งสองแตกต่างกันอย่างชัดเจน

ในแง่ของไมโครสตรัคเจอร์ กราไฟต์ธรรมชาติเป็นแบบชั้น ชั้นของกราไฟต์ธรรมชาติในโปรไฟล์ SEM ยังคงรักษาโครงสร้างแบบชั้นไว้ และมีช่องว่างมากมายระหว่างโครงสร้างแบบชั้น ในกระบวนการกราไฟต์ที่อุณหภูมิสูง โครงสร้างผลึกจะถูกจัดเรียงใหม่ตามโครงสร้าง ABAB และการหดตัวของพอลิเมอไรเซชัน และความหนาแน่นภายในของมันไม่มีช่องว่าง

การกระจายรังสีเอกซ์

จากมุมมองของโครงสร้างผลึก วัสดุแอโนดกราไฟต์ธรรมชาติมีความเป็นผลึกสูง ในรูปแบบ XRD พีคการกระจายของระนาบผลึก (002) มีมุมสูง โครงสร้างชั้นมีความสมบูรณ์ ระยะห่างระหว่างชั้นเล็ก และการจัดเรียง (I002/I110) ชัดเจน จากตำแหน่งพีคการกระจายของระนาบผลึก (101) ที่สัมพันธ์กับ 43-45 องศา และตำแหน่งพีคการกระจายของระนาบผลึก (012) ที่สัมพันธ์กับ 46-47 องศา สามารถเห็นได้ว่า กราไฟต์ธรรมชาติมีเฟส 2H และ 3R ที่ชัดเจน ในขณะที่กราไฟต์เทียมมีเพียงเฟส 2H เท่านั้น รูปแบบ XRD ของกราไฟต์หกเหลี่ยม (2H) และกราไฟต์รูปขนมเปียกปูน (3R) มีดังนี้:

การสเปกโทรสโกปีของรามัน

สำหรับกราไฟต์ธรรมชาติและกราไฟต์เทียมที่ไม่มีการบำบัดด้วยการกราไฟต์ นอกจากโปรไฟล์ SEM แผนภาพโครงสร้างผลึก XRD และพารามิเตอร์ที่ใช้ในการแยกแยะแล้ว การทดสอบสเปกตรัมรามันที่มีความผิดปกติ ID/IG ยังเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการแยกแยะกราไฟต์ทั้งสองประเภทนี้อีกด้วย ระดับความผิดปกติ ID/IG ของกราไฟต์กลมธรรมชาติทั่วไปอยู่ที่ 0.4~0.85 ระดับความผิดปกติ ID/IG ของกราไฟต์ธรรมชาติที่เคลือบผิวโดยไม่มีการกราไฟต์ทั่วไปอยู่ที่ 0.9~1.6 และระดับความผิดปกติ ID/IG ของกราไฟต์ธรรมชาติที่ปรับปรุงใหม่โดยไม่มีการกราไฟต์ทั่วไปอยู่ที่ 0.2~0.6 ระดับความผิดปกติของกราไฟต์เทียม ID/IG โดยทั่วไปอยู่ที่ 0.04~0.34 โดยรวมแล้ว ระดับความผิดปกติ ID/IG ของวัสดุแอโนดกราไฟต์ธรรมชาติที่ไม่มีการกราไฟต์ที่อุณหภูมิสูงจะมากกว่าของวัสดุแอโนดกราไฟต์เทียม ระดับความผิดปกติ ID/IG ของกราไฟต์ธรรมชาติที่กราไฟต์เคลือบผิวทั่วไปอยู่ที่ 0.17~0.36 และของกราไฟต์เทียมทั่วไปอยู่ที่ 0.04~0.34 ระดับความผิดปกติ ID/IG ของกราไฟต์ธรรมชาติที่กราไฟต์และกราไฟต์เทียมอยู่ในจุดตัดกัน และการทดสอบรามันไม่ใช่วิธีที่มีประสิทธิภาพ.

การตัดสินผล

1. การเปรียบเทียบวัสดุแอโนดกราไฟต์ธรรมชาติที่ไม่มีการบำบัดด้วยการกราไฟต์ที่อุณหภูมิสูง (2400-3300) และวัสดุแอโนดกราไฟต์เทียม

(1) ข้ามส่วน SEM: ข้ามส่วน SEM ของวัสดุแอโนดกราไฟต์ธรรมชาติที่ไม่มีการกราไฟต์ที่อุณหภูมิสูงมีช่องว่างระหว่างโครงสร้างแผ่น ในขณะที่ข้ามส่วน SEM ของวัสดุแอโนดกราไฟต์เทียมมีความหนาแน่นและไม่มีช่องว่าง.

(2) XRD: มีเฟส 2H และ 3R ที่ชัดเจนในรูปแบบ XRD ของวัสดุแอโนดกราไฟต์ธรรมชาติที่ไม่มีการบำบัดด้วยการกราไฟต์ที่อุณหภูมิสูง และมีเพียงเฟส 2H เท่านั้นที่มีอยู่ในรูปแบบ XRD ของวัสดุแอโนดกราไฟต์เทียม.

(3) ID/IG: ความผิดปกติ ID/IG ของวัสดุแอโนดกราไฟต์ธรรมชาติที่เคลือบผิวโดยไม่มีการกราไฟต์ที่อุณหภูมิสูงทั่วไปอยู่ที่ 0.9~1.6 และความผิดปกติ ID/IG ของกราไฟต์เทียมทั่วไปอยู่ที่ 0.04~0.34.

2. การเปรียบเทียบวัสดุกราไฟต์ลบธรรมชาติและวัสดุกราไฟต์ลบเทียมที่กราไฟต์ที่อุณหภูมิสูง (2400-3300)

(1) ข้ามส่วน SEM: ข้ามส่วน SEM ของวัสดุแอโนดกราไฟต์ธรรมชาติบริสุทธิ์ที่ผ่านการบำบัดด้วยการกราไฟต์ที่อุณหภูมิสูงมีช่องว่างระหว่างโครงสร้างแผ่น ในขณะที่ข้ามส่วน SEM ของวัสดุแอโนดกราไฟต์เทียมบริสุทธิ์มีโครงสร้างหนาแน่นและไม่มีช่องว่าง และได้ผ่านการกราไฟต์ที่อุณหภูมิสูง ข้ามส่วน SEM ของวัสดุแอโนดกราไฟต์ผสมแสดงให้เห็นว่าช่องว่างระหว่างโครงสร้างแผ่นกราไฟต์ธรรมชาติและโครงสร้างหนาแน่นและไม่มีช่องว่างของกราไฟต์เทียมมีอยู่ร่วมกัน