天然石墨和人造石墨谁更具潜力？石墨烯与石墨的区别又有哪些呢？

负极材料主要分为碳系材料和非碳系材料，碳系材料主要是石墨类的负极材料，非碳系材料中硅基负极材料是目前大家关注更多的。目前石墨类的负极材料为主流的负极材料，主要分为人造石墨以及天然石墨。天然石墨源自矿山，从矿山采矿并经过浮选、球化、表面包覆制成；人造石墨源于煤和石油化工副产物，是以石油或煤化工的副产物煤焦油沥青或渣油为原料，经延迟焦化制成针状焦，并经过造粒、石墨化制成。随着新能源汽车及动力电池销量持续增长，负极材料需求依旧旺盛，负极材料以人造石墨和天然石墨为主。其中，人造石墨占80%以上，那么天然石墨和人造石墨谁更具潜力呢？

天然石墨大小颗粒不一，粒径分布广，开采出来的天然石墨矿需要经过经过浮选、球化、表面包覆等步骤制成天然石墨负极材料，而人造石墨在形貌以及粒径分布上较为一致。天然石墨的容量高，压实密度高，价格也比较便宜，但是由于颗粒大小不一，表面缺陷较多，与电解液的相容性比较差，副反应比较多；而人造石墨的各项性能则比较均衡，循环性能好，与电解液的相容性也比较好，因此价格也会贵一些。

天然石墨虽具备成本和比容量优势，但其循环寿命低，且一致性低于人造石墨，相较于天然改性石墨，国内人造石墨技术发展较为成熟。天然石墨主要用于小型锂电池和一般用途的电子产品锂电池，人造石墨则凭借优良的循环性能、大倍率充放电效率和电解液相容性等显著优势，广泛应用于车用动力电池及中高端电子产品领域。

目前随着动力电池市场的持续扩大，对材料成本、加工性能、能量密度、循环寿命、快充倍率等因素的综合要求提升，助力人造石墨成为我国负极材料中最主要的材料。人造石墨和天然石墨技术路线并没有明确的优劣之分，更多的是根据自身技术路线的选择。天然石墨的结构决定了石墨在锂嵌入和脱嵌过程中体积产生较大的变化，导致石墨层结构破坏，进而造成了较大的不可逆容量损失和循环性能的剧烈恶化。因此，天然石墨在使用时往往侧重于对其进行改性研究，改善其自身结构缺点提升电池性能。预计未来几年，受新能源汽车应用影响，人造石墨占比将继续上升。而天然石墨由于其优良的特性，例如，在膨胀石墨方面，人造石墨无法取代天然石墨；并且目前人造石墨掺杂天然石墨的复合石墨路线，也使天然石墨的需求量逐步提升，未来的经济发展中天然石墨还是有自己不可取代的市场。

 石墨烯与石墨的区别

石墨烯只是石墨的一个原子层 - 一层sp2键合的碳原子排列成六角形或蜂窝状晶格。石墨是一种常见的矿物质，由多层石墨烯组成。石墨烯和石墨的结构组成和它们的制造方法略有不同。本文重点介绍这两种材料的区别。

石墨矿物：石墨是碳的三种天然存在的同素异形体之一，它自然发生在全球不同地区的变质岩中，包括南美洲，亚洲和北美的一些地区。这种矿物是由于变质作用期间沉积碳化合物的减少而形成的。

石墨烯：石墨中的化学键与金刚石中的化学键相似。然而，碳原子的晶格结构有助于这两种化合物的硬度差异; 石墨含有二维晶格键，而金刚石含有三维晶格键。每层石墨中的碳原子含有较弱的分子间键。这可以使各层相互滑动，从而使石墨成为柔软且具有延展性的材料。各种研究已经证明石墨是具有几种独特性质的优异矿物。它传导热量和电力，即使在超过3600°C的温度下也能保持最高的自然强度和刚度。这种材料是自润滑的，并且也耐化学品。尽管有不同形式的碳，但石墨在标准条件下非常稳定。根据其形式，石墨被广泛用于各种应用。

石墨烯：奇迹材料。石墨具有超过石墨的独特性能。尽管石墨经常被用于钢筋的加固，但由于它的平面很薄，所以它不能单独用作结构材料。相反，石墨烯是有史以来最强的材料; 比金刚石强40倍以上，比A36结构钢强300倍以上。由于石墨具有平面结构，因此其电子，声学和热学性质具有高度的各向异性。这意味着，声子通过飞机时比通过飞机时更容易。然而，石墨烯具有非常高的电子迁移率，并且与石墨一样，由于每个碳原子都存在自由的π（p）电子，所以它是良好的导电体。然而，石墨烯具有比石墨高得多的电导率，这是由于准粒子的出现，其是电子，其功能就好像它们没有质量并且可以长距离传播而没有散射。为了充分实现这种高电导率，需要进行掺杂以克服可以在石墨烯的狄拉克点处可视化的状态的零密度。

石墨烯的生成或分离科学家们使用许多技术来生产石墨烯。机械剥离也被称为胶带技术，是创建单层和少层石墨烯的有效方法之一。然而，世界各地的各种研究机构正在试图找到大规模有效地创造高质量石墨烯成本的最有效途径。化学气相沉积（CVD）是生产单层或几层石墨烯最合适的技术。该技术能够通过还原从富含碳的来源中提取碳原子。然而，该技术的主要缺点是难以定位合适的衬底以生长石墨烯层，以及难以从衬底去除石墨烯层而不改变或破坏石墨烯的原子结构。其他用于石墨烯生长的技术是超声处理，热工程，二氧化碳还原，切割开放的碳纳米管和氧化石墨的还原。后一种利用热将石墨氧化物还原成石墨烯的技术由于生产成本降低而最近引起了极大的关注。尽管如此，目前生产的石墨烯的质量并不能满足材料的理论潜力，需要更多的时间来完善。

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