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石墨与石墨负极材料

发布时间:2024-03-09 14:30:41

石墨负极材料是什么

 

负极材料的种类有碳素材料、合金、硅基材料、过渡金属氧化物和过渡金属硫族等它们都具有独特的物理和电化学性能。其中负极材料常用的是碳负极材料,如锂离子电池负极材料:石墨,石油焦,热解树脂碳都是碳素材料。负极材料,是电池在充电过程中,锂离子和电子的载体,起着能量的储存与释放的作用。主要影响锂电池的首次效率、循环性能、倍率(快充)等。在电池成本中,负极材料约占了7%左右。锂电池负极材料锂离子电池负极材料有哪些的话主要分为碳系材料和非碳系材料。


1) 碳系负极材料具体可分为石墨、硬碳、软碳和石墨烯等负极材料,其中,石墨材料可进一步分为天然石墨人造石墨和中间相碳微球;


2) 非碳系负极材料包括钛基材料、硅基材料、锡基材料、氮化物和金属锂等。锂离子电池的负极是由负极活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧,经干燥、滚压而成。锂离子电池能否成功地制成,关键在于能否制备出可逆地脱/嵌锂离子的负极材料。一般来说,选择一种好的负极材料应遵循以下原则:比能量高;相对锂电极的电极电位低;充放电反应可逆性好;与电解液和粘结剂的兼容性好;比表面积小(


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石墨的特性

土状石墨又称非晶质石墨或隐品质石墨,这种石墨的晶体直径一般小于1微米,是微晶石墨的集合体,只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状,缺乏光泽,润滑性也差。品位较高。一般的60~80%。少数高达90%以上。矿石可选性较差。石墨由于其特殊结构,而具有如下特殊性质:


1耐高温型:石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。

2导电、导热性:石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。 

3润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。

4化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。5)可塑性:石墨的韧性好,可年成很薄的薄片。

5抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。


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无定形石墨即土状石墨,是最低级别的天然石墨。无定形石墨并不像他的姓名那样真的没有石墨结晶,而是其结晶太小,具有微晶布局。X-射线分析表明,无定形土状石墨中含有15%~45%的晶化石墨,因此也将无定形石墨称为微晶石墨。无定形土状石墨按其产出形态可分为两种:分散状土状石墨矿石和细密块状土状石墨矿石。分散状土状石墨矿石主要赋存在鳞片石墨矿石的破碎带或解理裂隙面上,具有糜棱状布局。成分杂乱且不稳定,主要由斜长石、石英、石墨粉、透闪石、绿泥石等组成。鳞片受挤压破碎成细小碎片,有的呈乌黑星点状,肉眼难辨认其晶形。矿石品位低,一般2%~3%,不具有工业价值。土状石墨又称非晶质石墨或隐品质石墨,这种石墨的晶体直径通常小于1微米,是微晶石墨的集合体,只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状,缺乏光泽,润滑性也差。品位较高。通常的60~80%。少数高达90%以上。矿石可选性较差。细密块状土状石墨矿石多由煤田受热力蜕变的接触蜕变而成。矿石为黑色细密块状,具有从石墨过度到无烟煤的一系列特点。石墨含量不一,一般为60%~80%,最低15%,最高90%以上,组成矿藏除石墨外,尚有绢云母、石英、黄铁矿、方解石、褐铁矿、粘土等。这是土状石墨的主要特征。


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