天然石墨片的無(wú)論價(jià)格和其效果都能讓行業(yè)使用者接受并信服,所以天然石墨片已經(jīng)在各行業(yè)應(yīng)用的非常成熟廣泛。
石墨可分為天然石墨與人造石墨,二者結(jié)構(gòu)相近,物理化學(xué)性質(zhì)相似,但用途卻有著較大差別。眾多研究中,某些研究者沒(méi)有注意到兩者的區(qū)別而籠統(tǒng)地稱之為石墨。這種將二者混為一談的結(jié)果造成了很多的誤導(dǎo),甚至是決策的錯(cuò)誤,帶來(lái)很大的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。本文就從天然石墨與人造石墨結(jié)構(gòu)組成、性能的角度出發(fā),談?wù)剝烧叩奶攸c(diǎn)與區(qū)別,以及重要聯(lián)系與應(yīng)用進(jìn)展。
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。
天然石墨具有良好的可浮性,在對(duì)天然石墨進(jìn)行分選提純時(shí),浮選通常作為步使用的方法?,F(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)中基本上所有的天然石墨均采用浮選來(lái)進(jìn)行分選,選礦技術(shù)采用多段磨礦、多段選別的工藝流程,并在此基礎(chǔ)上, 針對(duì)不同性質(zhì)的礦石研究更有效、更合理的設(shè)備及流程,從而大限度地提高固定碳含量和保護(hù)石墨鱗片結(jié)構(gòu)。
天然石墨球形化主要是以天然石墨為原料,通過(guò)對(duì)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(duì)簡(jiǎn)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(huì)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(guó)內(nèi)外機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。但由于國(guó)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(duì)該類設(shè)備的公開(kāi)報(bào)道較少。本文綜合論述了天然石墨球形化的機(jī)理,簡(jiǎn)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(duì)石墨球形化設(shè)備的發(fā)展進(jìn)行了展望。
天然石墨常會(huì)伴有各種雜質(zhì),難以被直接利用,為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求,對(duì)天然石墨進(jìn)行富集、提純,且石墨純度愈高其價(jià)值也越高。目前關(guān)于石墨的提純方法主要有三種:浮選法、化學(xué)法和高溫法,其中化學(xué)法又包含堿熔酸浸法、氫氟酸法、混酸法、氯化焙燒法四種。