天然石墨和人造石墨在鋰電池的區(qū)別和優(yōu)劣

目前鋰離子電池負(fù)極材料以石墨為主（包括天然石墨和人造石墨}，這兩種的優(yōu)劣：

天然石墨一般都似石墨片巖、石墨片麻巖、含石墨的片巖及變質(zhì)頁(yè)巖等礦石出現(xiàn)。天然石墨依其結(jié)晶形態(tài)可分成晶質(zhì)石墨和隱晶質(zhì)石墨。

制造人造石墨的主要原料是粉狀的煅燒石油焦，在其中加瀝青作為粘結(jié)劑，再加入少量其他輔料。各種原材料配合好以后，將其壓制成形，然后在2500～3000℃、非氧化性氣氛中處理，使之石墨化。經(jīng)高溫處理后，灰分、硫、氣體含量都大幅度減少由于人造石墨制品的價(jià)格昂貴，鑄造廠常用的人造石墨增碳劑大都是制造石墨電極時(shí)的切屑、廢舊電極和石墨塊等循環(huán)利用的材料，以降低生產(chǎn)成本。

晶質(zhì)石墨的晶體直徑大于1μm，按其結(jié)晶形態(tài)，它還可分為致密塊狀石墨和鱗片狀石墨。致密塊狀石墨礦床很少。鱗片石墨是國(guó)內(nèi)外工業(yè)利用的主要石墨類(lèi)型，外觀呈黑色或銀灰色，具有明顯定向晶體結(jié)構(gòu)，鱗片石墨原礦品位一般為3～13.5%，個(gè)別富礦可達(dá)20%。

隱晶質(zhì)石墨晶體直徑小于1μm，形狀呈不定形花瓣?duì)罨虔B層片狀，分為分散性土狀石墨（粉）和致密塊體土狀石墨。前者礦石品位低，一般只含2～3%；后者礦體呈層狀或透鏡狀，夾在變質(zhì)巖中，品位達(dá)60~80%，zui高可達(dá)95%，但可選性差，一般經(jīng)挑選后粉碎即為成品，使用價(jià)值不如鱗片石墨。

天然石墨經(jīng)過(guò)選礦后成為中碳石墨（含80～93%碳），但在許多應(yīng)用中需要提純?yōu)楹荚?/span>91～99%的高碳石墨。由于天然鱗片石墨中的雜質(zhì)主要為石英、長(zhǎng)石、高嶺土、云母、黃鐵礦、方解石以及其他氧化物，所以常用化學(xué)方法提純。

天然石墨的價(jià)值及其純度與粒度關(guān)系z(mì)ui大。純度常用含碳量或灰分表示，一般含碳量越高，灰分越少，則價(jià)格越高。粒度常用英制（目）或公制(mm)來(lái)表示產(chǎn)品的平均粒徑。對(duì)于正目數(shù)來(lái)說(shuō)，粒徑越大價(jià)格越高；對(duì)于負(fù)目數(shù)來(lái)說(shuō)，粒徑越小越值錢(qián)。所以石墨產(chǎn)品zui后都要用標(biāo)準(zhǔn)篩篩分后才能包裝，商品中一般要求正目數(shù)的篩上物高于80%，負(fù)目數(shù)的篩下物高于75%。在一些特殊用途中，對(duì)石墨結(jié)晶構(gòu)造、灰分中微量元素含量、雜質(zhì)粒徑等有嚴(yán)格要求，如含硫、氯和鐵量。硫和氯在使用中對(duì)接觸金屬有強(qiáng)腐蝕性，鐵影響石墨制品的高溫抗氧化性。在核石墨中還對(duì)中子吸收截面大的雜質(zhì)元素要求降到zui少，如硼。

世界石墨資源非常豐富，目前已探明總儲(chǔ)量為16600萬(wàn)噸，其中晶質(zhì)石墨占61%。石墨礦主要分布在亞洲、歐洲、非洲和美洲。中國(guó)石墨總儲(chǔ)量為13600萬(wàn)噸，其中晶質(zhì)鱗片石墨為12000萬(wàn)噸。zui近我國(guó)又發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)石墨礦，有石墨礦的省份占1/3以上，資源豐富的省有山東、黑龍江、內(nèi)蒙古和湖南等。我國(guó)石墨儲(chǔ)量、原料產(chǎn)量及出口量均居世界*，且晶質(zhì)鱗片石墨大片率高、雜質(zhì)少。南朝鮮是*二大石墨生產(chǎn)國(guó)，大部分為土狀石墨。原蘇聯(lián)是第三石墨生產(chǎn)國(guó)，主要為晶質(zhì)石墨。日本是zui大的石墨進(jìn)口國(guó)和消費(fèi)國(guó)，美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)的消耗量也很大。

人造石墨循環(huán)比天然石墨好，天然石墨容量高，由于循環(huán)差的原因?qū)﹄娊庖旱倪x擇比較重要，天然石墨比較軟，但是壓實(shí)過(guò)高其顆粒可能就形變了，并且吸液能力會(huì)急劇下降

不管是天然石墨還是人造石墨分散主要看分散效果

影響分散乳化結(jié)果的因素有以下幾點(diǎn)

1 分散頭的形式（批次式和連續(xù)式）（連續(xù)式比批次好）

2 分散頭的剪切速率 （越大，效果越好）

3 分散頭的齒形結(jié)構(gòu)（分為初齒，中齒，細(xì)齒，超細(xì)齒，約細(xì)齒效果越好）

4 物料在分散墻體的停留時(shí)間，乳化分散時(shí)間（可以看作同等的電機(jī)，流量越小，效果越好）

5 循環(huán)次數(shù)（越多，效果越好，到設(shè)備的期限，就不能再好）

線速度的計(jì)算

剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對(duì)速率。

– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s)
g 定-轉(zhuǎn)子 間距 (m)

由上可知，剪切速率取決于以下因素：

– 轉(zhuǎn)子的線速率

– 在這種請(qǐng)況下兩表面間的距離為轉(zhuǎn)子-定子 間距。
IKN 定-轉(zhuǎn)子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm

速率V= 3.14 X D（轉(zhuǎn)子直徑）X 轉(zhuǎn)速 RPM / 60

    高的轉(zhuǎn)速和剪切率對(duì)于獲得超細(xì)微懸浮液是zui重要的。根