天然石墨不僅具有良好的電導(dǎo)熱性能和可塑性,而且化學(xué)穩(wěn)定性?xún)?yōu)良、抗熱震性能好及重量輕的特點(diǎn),因此,其常常被用來(lái)加工成鋰電池負(fù)極材料。
天然石墨一般是以石墨片巖、石墨片麻巖、含石墨的片巖及變質(zhì)頁(yè)巖等礦石的形式存在。專(zhuān)業(yè)人員開(kāi)采石墨礦經(jīng)過(guò)深加工制成可以直接被使用的石墨產(chǎn)品。其主要被用于以下幾個(gè)方面:
1.用于制作電池材料的球形石墨等;
2.作為高檔密封材料的可膨脹石墨、柔性石墨等;
3.制作冶金、耐火材料的高品質(zhì)石墨原料;
4.用于開(kāi)發(fā)電力、電氣、冶金領(lǐng)域應(yīng)用的電碳石墨;
5.用于新型產(chǎn)業(yè)的氟化石墨、各項(xiàng)同性石墨等。
但是這種高品質(zhì)石墨材料,不能直接做成鋰電池負(fù)極材料,因?yàn)檫@樣效果會(huì)比較差,一般鋰電廠家還會(huì)經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟對(duì)其進(jìn)行處理:
1) 表面氧化處理
為提高天然石墨負(fù)極的充放電性能,還會(huì)使用酸、熱和超聲波處理,高溫下氫處理,含活性鋰的還原電解質(zhì)處理等方法使其表面氧化;
2) 機(jī)械球磨處理
使用機(jī)械球磨機(jī)對(duì)石墨原材料進(jìn)行研磨,是為了改變材料的顆粒粒徑、堆積密度、比表面積及及微晶缺陷密度等;
3) 摻雜處理
在碳材料中,可以選擇硼、硅、氮、磷等元素進(jìn)行摻雜,能夠顯著地改變碳材料的脫嵌鋰離子行為。摻雜方法,首先用非碳元素化合物浸漬或混入前體中,然后再熱處理制備摻雜碳;另一種方法是在化學(xué)氣相沉積制備碳的過(guò)程,使用非碳元素的化合物與苯等有機(jī)物進(jìn)行氣相熱解沉積。