常用的负极材料石墨有两种晶体结构,一种是六方相,一种是菱方相。晶体结构的有序程度和发生石墨化的难易程度相关。石墨化度越大,碳材料越容易石墨化,同时晶体结构的有序程度也越高。其石墨化程度越高,相应晶格缺陷越少,电子的迁移阻力越小,电池的动力学性能会得到提升。
负极材料的比表面积对电池的动力学性能和固体电解质膜的形成有很大影响。如石墨的比表面积太大,造成第一次容量损失过多,而且加的粘结剂会比较多,造成内阻增加。石墨的比表面积与石墨颗粒的形状、表面结构等有关,比如人造石墨具有特殊的微孔结构,比表面积大,含有的活性部位增多,反应面积增大,提高活性材料的利用率,表现出高容量和高倍率性能。可以说石墨颗粒的比表面积过大或过小都不利于锂离子的可逆脱嵌,只有合适的比表面积才能限度地可逆脱嵌锂离子。
石墨是主要的锂电池负极材料之一,石墨的超细化研磨是一道关键步骤,影响到负极材料的粒度分布、比表面积和晶体结构等。因此超细研磨设备十分关键。
据数据预测,2022年中国石墨负极材料行业产量为93.21万吨,2027年中国石墨负极材料行业产量达到283.66 万吨,同比增长21.64%。2022-2027年中国石墨负极材料行业产量预测如下:
图表 2022-2027年中国石墨负极材料行业产量预测