鋰離子電池石墨負(fù)極材料的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

1、鋰離子電池石墨負(fù)極材料的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)一、石墨定義：1、石墨是元素碳的一種同素異形體，每個(gè)碳原子的周邊連結(jié)著另外三個(gè)碳原子排列方式呈蜂巢式的多個(gè)六邊形以共價(jià)鍵結(jié)合，構(gòu)成共價(jià)分子。2、由于每個(gè)碳原子均會(huì)放出一個(gè)電子，那些電子能夠自由移動(dòng)，因此石墨屬于導(dǎo)電體。石墨是其中一種最軟的礦物，它的用途包括制造鉛筆芯和潤(rùn)滑劑。二、石墨的特別性質(zhì)：1、導(dǎo)電性：石墨的導(dǎo)電性比一般非金屬礦高一百倍。石墨能夠?qū)щ娛怯捎谑忻總€(gè)碳312、導(dǎo)熱性：導(dǎo)熱性超過(guò)鋼、鐵、鉛等金屬材料。導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度上升而降低，甚至在極高的溫度下，石墨成絕熱體。3、耐高溫性：3850504250，即使經(jīng)超高溫電弧灼燒，重2022時(shí)，石墨強(qiáng)度提高

2、一倍。4、潤(rùn)滑性：石墨的潤(rùn)滑性能取決于石墨鱗片的大小，鱗片越大，摩擦系數(shù)越小，潤(rùn)滑性能越好。由于其潤(rùn)滑性，在超細(xì)研磨里難度很高，使用叁星飛榮立式砂磨機(jī)可以研磨到納米級(jí)別細(xì)度。56、可塑性：石墨的韌性好，可碾成很薄的薄片。7、抗熱震性：石墨在常溫下使用時(shí)能經(jīng)受住溫度的猛烈變化而不致破壞，溫度突變時(shí)，石墨的體積變化不大，不會(huì)產(chǎn)生裂紋。三、石墨的中國(guó)產(chǎn)地：1、我國(guó)以黑龍江雞西市恒山區(qū)密山市柳毛鄉(xiāng)為最大的產(chǎn)地。以及黑龍江省的七臺(tái)河市、鶴崗市和雙鴨山市等。2、山東省萊西市為我國(guó)石墨重要產(chǎn)地之一。3、吉林省磐石市也是石墨產(chǎn)地之一。4、內(nèi)蒙古烏拉特中旗高勒?qǐng)D礦區(qū)覺(jué)察全國(guó)最大晶質(zhì)石墨單體礦。531、紐約Tic

3、onderoga。 2、馬達(dá)加斯加。3、斯里蘭卡Ceylon。五、石墨分類：1、自然石墨：石墨的工藝特性主要打算于它的結(jié)晶形態(tài)。結(jié)晶形態(tài)不同的石墨礦物，具有不同的工業(yè)價(jià)值和用途。2、人造石墨：廣義上，一切通過(guò)有機(jī)炭化再經(jīng)過(guò)石墨化高溫處理得到的石墨材料均可稱為人造石墨，如炭纖維、熱解炭、泡沫石墨等。而狹義上的人造石墨通常指以雜質(zhì)含量較低的炭質(zhì)原料為骨料、煤瀝青等為粘結(jié)劑，經(jīng)過(guò)配料、混捏、成型、炭化和石墨化等工序制得的塊狀固體材料，如石墨電極、等靜壓石墨等。人造石墨就成型方式通?？煞譃椋赫駝?dòng)成型，擠壓成型，模壓成型，等靜壓成型。3、塊狀石墨：塊狀石墨又叫致密結(jié)晶狀石墨。此類石墨結(jié)晶明顯晶體肉眼可見

4、。顆粒直0.1-1m2/g，晶體排列雜亂無(wú)章，呈致密塊狀構(gòu)60658098%，但其可塑性和滑膩性不如鱗片石墨好。4、鱗片石墨：石墨晶體呈鱗片狀；這是在高強(qiáng)度的壓力下變質(zhì)而成的，有大鱗片和細(xì)鱗231025%之間。是自然界中可浮性最好的礦石之一，經(jīng)過(guò)多磨多項(xiàng)選擇可得高品位石墨精礦。這類石墨的可浮性、潤(rùn)滑性、可塑性均比其他類型石墨優(yōu)越；因此它的工業(yè)價(jià)值最大。5、隱晶質(zhì)石墨：隱晶質(zhì)石墨又稱微晶石墨或土狀石墨，這種石墨的晶體直徑一般小于 1 1-5m2/g，是微晶石墨的集合體，只有在電子顯微鏡下才能見到晶形。此類石墨的特點(diǎn)是外表呈土狀，缺乏光澤，潤(rùn)滑性比鱗片石墨稍差。品位較高。608590%以上。一般應(yīng)

5、用于鑄造行業(yè)比較多。主要隱藏在湖南郴州魯塘。隨著石墨提純技術(shù)的提高。土狀石墨應(yīng)用越來(lái)越廣泛。六、石墨特種成型方式：石墨在工業(yè)上運(yùn)用極廣，幾乎每個(gè)行業(yè)都會(huì)用到。工業(yè)上多用的是人造石墨，也就是特種石墨。按其成型的方式可分為以下幾種。1、等靜壓石墨。也就是很多人叫的三高石墨，但是并不是三高就是等靜壓。2、模壓石墨。3、擠壓石墨，多為電極材料。其中按石墨的顆粒度分，也可分為：1、細(xì)節(jié)構(gòu)石墨。2、中粗石墨0.8mm。3、電極石墨2-4mm。七、石墨晶體構(gòu)造：1、金屬晶體：在石墨晶體中，同層的碳原子以sp2個(gè)共價(jià)鍵與另外三個(gè)原子相連。六個(gè)碳原子在同一個(gè)平面上形成了正六連連形的環(huán)，伸展成片層構(gòu)造，這里C-C

6、142pm，這正好屬于原子晶體的鍵長(zhǎng)范圍，因此對(duì)p 軌道，它們相互重疊。電子比較自由，相當(dāng)于金屬中的自由電子，所以石墨能導(dǎo)熱和導(dǎo)電，這正是金屬晶體特征。因此也歸類于金屬晶體。2340pm，距離較大，是以范德華力結(jié)合起來(lái)的，即層與層之間屬于分子晶體。但是，由于同一平面層上的碳原子間結(jié)合很強(qiáng)，極難破壞，所以石墨的熔點(diǎn)也很高，化學(xué)性質(zhì)也穩(wěn)定。鑒于它的特別的成鍵方式，不能單一的認(rèn)為是原子晶體或者是分子晶體，按現(xiàn)代的表述方式，認(rèn)為石墨是一種混合晶體。八、石墨的應(yīng)用：1、作耐火材料：石墨及其制品具有耐高溫、高強(qiáng)度的性質(zhì)，在冶金工業(yè)中主要用來(lái)制造石墨坩堝，在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護(hù)劑，冶金爐的內(nèi)襯。2、作

7、導(dǎo)電材料：在電氣工業(yè)上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極，石墨墊圈、 零件，電視機(jī)顯像管的涂層等。3、作耐磨潤(rùn)滑材料：石墨在機(jī)械工業(yè)中常作為潤(rùn)滑劑。潤(rùn)滑油往往不能在高速、高溫、2002022用潤(rùn)滑油工作。很多輸送腐蝕介質(zhì)的設(shè)備，廣泛承受石墨材料制成活塞杯，密封圈和軸滑劑。4、石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)特別加工的石墨，具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好，滲透率低等特點(diǎn)，就大量用于制作熱交換器，反響槽、凝縮器、燃燒塔、吸取塔、冷卻器、加熱器、過(guò)濾器、泵設(shè)備。廣泛應(yīng)用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門，可節(jié)約大量的金屬材料。5、不透性石墨的品種因所含樹脂不同，耐蝕性也有差異

8、。如酚醛樹脂浸漬者耐酸，但不耐堿；糠醇樹脂浸漬者既耐酸，又耐堿。不同品種的耐熱性也有差異：碳和石墨在復(fù)原20223000350400開頭氧化；不透性石墨180以下。6、作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料：由于石墨的熱膨脹系數(shù)小，而且能耐急冷急熱的變化，可作為玻璃器的鑄模，使用石墨后黑色金屬得到鑄件尺寸準(zhǔn)確，外表光滑成品率高，不經(jīng)加工或稍作加工就可使用，因而節(jié)約了大量金屬。生產(chǎn)硬質(zhì)合金等粉末冶金工藝，通常用石墨材料制成壓模和燒結(jié)用的瓷舟。單晶硅的晶體生長(zhǎng)坩堝，區(qū)域精煉容器，支架夾具，感應(yīng)加熱器等都是用高純石墨加工而成的。此外石墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板和底座，高溫電阻爐爐管，棒、板、格棚等元件。

9、7、用于原子能工業(yè)和國(guó)防工業(yè)：石墨具有良好的中子減速劑用于原子反響堆中，鈾一石墨反響堆是應(yīng)用較多的一種原子反響堆。作為動(dòng)力用的原子能反響堆中的減速材料應(yīng)當(dāng)具有高熔點(diǎn)，穩(wěn)定，耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿足上述要求。作為原子反響堆用的石墨純度要求很高，雜質(zhì)含量不應(yīng)超過(guò)幾十個(gè)PPM0.5PPM 。在國(guó)防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料火箭的噴嘴，的鼻錐，宇宙航行設(shè)備的零件， 隔熱材料和防射線材料。8、石墨還能防止鍋爐結(jié)垢，有關(guān)單位試驗(yàn)說(shuō)明，在水中參加肯定量的石墨粉(每噸水大45 克)能防止鍋爐外表結(jié)垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐防銹。石墨經(jīng)過(guò)特別加工以后，可以制作各種特別材料用于有關(guān)

10、工業(yè)部門。左右；2190%以上的電極材料是石墨。石墨超細(xì)研磨均需使用叁星飛榮立式砂磨機(jī)，才能有效研磨到納米級(jí)別，應(yīng)用到電池里面去，發(fā)揮石墨的巨大作用。九、石墨用途：11971泄漏問(wèn)題，隨后德、日、法也開頭研制生產(chǎn)。這種產(chǎn)品除具有自然石墨所具有的特性外，還具有特別的柔性和彈性。是一種抱負(fù)的密封材料。廣泛用于石油化工、原子能等工業(yè)領(lǐng)域。國(guó)際市場(chǎng)需求量逐年增長(zhǎng)。2、輕工業(yè)應(yīng)用：此外，石墨還是輕工業(yè)中玻璃和造紙的磨光劑和防銹劑，是制造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金剛石、鉆石不行缺少的原料。它是一種很好的節(jié)能環(huán)保材料，美國(guó)已用它做為汽車電池。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的進(jìn)展，石墨的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷 拓寬，已成為高科技領(lǐng)域中型復(fù)合材料的