Phương pháp nhận diện than đá tự nhiên và than đá nhân tạo

2025-03-26

Vật liệu anode graphite tự nhiên được làm từ graphite tinh thể dạng mảnh tự nhiên, được chế biến qua các quá trình nghiền, hình cầu hóa, phân loại, tinh chế và xử lý bề mặt, v.v. Độ tinh thể cao của nó được hình thành một cách tự nhiên. Còn vật liệu anode graphite nhân tạo dễ dàng được graphit hóa từ các loại carbon như coke dầu mỏ, coke kim, coke nhựa đường, qua quá trình thiêu kết ở một nhiệt độ nhất định, và sau đó trải qua quá trình nghiền, phân loại, hệ thống graphit hóa ở nhiệt độ cao, độ tinh thể cao của nó được hình thành nhờ vào quá trình graphit hóa ở nhiệt độ cao. Do sự khác biệt cơ bản trong nguyên liệu thô và công nghệ chuẩn bị, vi cấu trúc, cấu trúc tinh thể, hiệu suất điện hóa và hiệu suất chế biến của hai loại vật liệu này rõ ràng là khác nhau.

Về cấu trúc vi mô, graphit tự nhiên có dạng lớp. Hồ sơ SEM của graphit tự nhiên giữ cấu trúc lamellar, và có rất nhiều khoảng trống giữa các cấu trúc lamellar. Trong quá trình graphit hóa ở nhiệt độ cao, cấu trúc tinh thể được sắp xếp lại theo cấu trúc ABAB, và sự co kết hợp của polymer, và mật độ bên trong của nó, không có khoảng trống.

Phân tán X-ray

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:

Quang phổ Raman

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.

Đánh giá kết quả

1. So sánh vật liệu anot graphit tự nhiên không trải qua xử lý graphit hóa ở nhiệt độ cao (2400-3300) và vật liệu anot graphit nhân tạo.

(1) Mặt cắt SEM: Mặt cắt SEM của vật liệu anot graphit tự nhiên không trải qua graphit hóa ở nhiệt độ cao có khoảng trống giữa các cấu trúc phiến, và mặt cắt SEM của vật liệu anot graphit nhân tạo thì đặc và không có khiếm khuyết.

(2) XRD: Có pha 2H và 3R rõ ràng trong mẫu XRD của vật liệu anot graphit tự nhiên không trải qua xử lý graphit hóa ở nhiệt độ cao, và chỉ có pha 2H tồn tại trong mẫu XRD của vật liệu anot graphit nhân tạo.

(3) ID/IG: Độ hỗn loạn ID/IG của vật liệu anot graphit tự nhiên phủ bề mặt không trải qua graphit hóa ở nhiệt độ cao thường là 0.9~1.6, và độ hỗn loạn ID/IG của graphit nhân tạo thường là 0.04~0.34.

2. So sánh vật liệu âm graphite tự nhiên và vật liệu âm graphite nhân tạo được graphit hóa ở nhiệt độ cao (2400-3300)

(1) Cắt ngang SEM: Cắt ngang SEM của vật liệu anode graphite tự nhiên tinh khiết được xử lý bằng graphit hóa nhiệt độ cao có các khoảng trống giữa các cấu trúc vảy, trong khi cắt ngang SEM của vật liệu anode graphite nhân tạo tinh khiết có cấu trúc dày đặc và không có khoảng trống, và đã được trải qua quá trình graphit hóa nhiệt độ cao. Hình ảnh cắt ngang SEM của vật liệu anode graphite composite cho thấy rằng các khoảng trống giữa các cấu trúc vảy graphite tự nhiên và cấu trúc dày đặc không có mối nối của graphite nhân tạo tồn tại đồng thời.