石墨负极材料获得锂的青睐

石墨负极材料获得锂的青睐

离子电池是两种二次电池，分别以正负极的形式可逆插入和去除锂离子，充电时锂离子从正负极上分离，通过电解质和隔膜嵌入负极，放电时锂离子被DETAC从负极引出，通过电解质和隔膜嵌入正极。

锂离子电池的负极是由糊状胶结剂与活性物质、粘合剂和添加剂混合而成。它均匀地涂在箔的两面，然后干燥和轧制。

石墨是碳的同素异形体，两者关系密切，石墨是碳中最稳定的形态，是碳的亚稳同素异形体。虽然它的硬度远高于石墨，但它是自然界中最硬的物质，但它的稳定性却低于石墨。）

石墨一词来源于希腊的石墨烯，具有耐高温、耐腐蚀、导电性好、导热性好、化学性能稳定等特点，比石墨烯轻，除用作锂离子电池的阳极材料外，优质石墨还可用于燃料电池、太阳能电池。电池、半导体、发光二极管和核反应堆。

石墨具有导电率高、插锂前后层状结构体积变化小、插锂容量大、插锂电位低的优点，已成为商用锂离子电池的主流负极材料。

制备石墨的方法有两种：一种是天然矿石，另一种是焦油的合成。锂离子电池用石墨材料通常是将55%的合成石墨与45%的低纯度天然石墨混合而成。

合成石墨因其均一性和纯度均优于天然石墨而一度受到生产厂家的青睐，但现在，现代化学净化方法的应用，使经热处理得到纯度为99.9%的天然石墨，相比之下，合成石墨的纯度为99%，所以前者更受欢迎。

与合成石墨相比，纯天然鳞片石墨具有较高的结晶度、较好的导电性和导热性，另外，天然石墨有望降低锂离子电池的生产成本，达到相同甚至更好的电池性能。

可以预测，合成石墨最终将被天然石墨取代，这将是更便宜和更环保的未来。以天然石墨为原料合成石墨烯效果更好。

石墨导电性能好，结晶度高，层状结构好。它非常适合锂离子的反复插入和脱插入。锂离子插入石墨层形成了LixC6（01），是目前使用最广泛、最成熟的阳极材料。LixC6（01）的理论容量为372 mAh/g（x=1）。反应式为xli++6c+xe-lixc6。

石墨层间距（d0.34nm）小于LixC6，导致充放电过程中石墨层间距的变化。容易造成石墨层剥落和粉化。锂离子和有机溶剂分子嵌入石墨层，分解成有机溶剂，影响电池循环性能。

石墨改性，如石墨表面氧化、聚合物热分解碳涂层等，可以形成核壳结构的复合石墨，提高石墨的充放电性能和比容量。

石墨是目前商用锂阳极材料的主流。其理论克容量为372 mAh/g，市场上性能较好的石墨阳极材料已达到360 mAh/g，克容量逐渐趋于极限值，虽然石墨作为负材料存在着克容量低、循环偏差大的缺点，但不会立即被新材料替代。因为它的高性价比。具体原因如下：

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