2015年4月,國內(nèi)天然石墨市場價(jià)格穩(wěn)中趨降,局部下滑100元/噸左右,跌幅在5%左右。業(yè)內(nèi)人士表示,天然石墨價(jià)格下跌使得鋰電負(fù)極成本有望下降。
天然鱗片石墨具有良好的耐高溫、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、潤滑、可塑及耐酸堿等性能。根據(jù)固定碳含量分類四類:高純石墨(FC:99.9%-99.99%)、高碳石墨(FC:97-99.8%)、中碳石墨(FC:90-96%)、低碳石墨(FC:70-90%)。
天然鱗片石墨:是一種單晶,組織結(jié)構(gòu)較簡單,僅存在結(jié)晶學(xué)上的缺陷(如點(diǎn)缺陷、位錯、層錯等),宏觀上表現(xiàn)出各向異性的特征。天然微晶石墨的晶粒較小,晶粒之間雜亂排列且存在雜質(zhì)脫除后的孔洞,宏觀上表現(xiàn)出各向同性。
目前,商業(yè)化的碳負(fù)極材料仍以石墨材料為主。其中天然石墨負(fù)極由天然石墨加工而成。天然石墨具儲量大、成本低、安全等優(yōu)點(diǎn)。且天然石墨具有比較完整的石墨片層結(jié)構(gòu)和很高的石墨化度,適合鋰離子在其中脫嵌和穿梭。
天然石墨球形化主要是以天然石墨為原料,通過對天然石墨表面進(jìn)行整形處理,從而得到球狀或者類球狀的石墨顆粒。這類方法原料成本較低,工藝相對簡單,使得球形石墨的生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化。天然石墨球形化的關(guān)鍵在于球形化設(shè)備,選擇合適的球形化設(shè)備會提高球形化石墨的產(chǎn)出率和各項(xiàng)性能指標(biāo),因此石墨球形化設(shè)備是目前國內(nèi)外機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。但由于國內(nèi)外球形化設(shè)備生產(chǎn)廠商技術(shù)保密等原因,目前對該類設(shè)備的公開報(bào)道較少。本文綜合論述了天然石墨球形化的機(jī)理,簡要介紹和分析探討了幾類常用的天然石墨球形化設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀,并在此基礎(chǔ)上對石墨球形化設(shè)備的發(fā)展進(jìn)行了展望。
天然石墨分為鱗片石墨和土狀石墨,鱗片石墨在鋰電池中庫侖效率可達(dá)90%~93%、可逆容量為 340~370mAh/g,因此是主流的負(fù)極材料;但是,天然石墨具有規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu),鋰離子在嵌入時(shí)速度十分緩慢,且由于材料各向異性較高,極易導(dǎo)致活性物質(zhì)與集流體接觸不充分,從而造成天然石墨倍率性能較差。