定義與特性

鋰電石墨是一種經(jīng)過特殊處理的石墨材料，它具有層狀結(jié)構(gòu)，每層由碳原子以六邊形排列形成，層與層之間通過較弱的范德華力連接。這種結(jié)構(gòu)使得鋰離子能夠在層間相對容易地嵌入和脫嵌。

主要特點

高電導率：石墨具有良好的電子傳導性，有利于電池快速充放電。

穩(wěn)定的化學性質(zhì)：石墨在電池的充放電過程中化學性質(zhì)穩(wěn)定，循環(huán)壽命長。

較高的比容量：石墨的理論比容量為372 mAh/g，實際應(yīng)用中可達300-350 mAh/g。

良好的鋰離子嵌入和脫嵌性能：石墨層間距離適中，適合鋰離子的嵌入和脫嵌。

應(yīng)用

鋰電石墨廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

移動設(shè)備：如智能手機、平板電腦、筆記本電腦等。

電動汽車：作為動力電池的關(guān)鍵組成部分，提升電動汽車的續(xù)航能力。

儲能系統(tǒng)：用于電網(wǎng)儲能、家庭儲能等，幫助穩(wěn)定電力供應(yīng)。

制備過程

鋰電石墨的制備過程通常包括以下幾個步驟：

原料選擇：選擇合適的天然石墨或人造石墨作為原料。

預處理：通過物理或化學方法對石墨進行凈化和預處理，提高其純度和電化學性能。

混合：將預處理后的石墨與其他導電劑、粘結(jié)劑等混合，形成漿料。

涂布：將漿料均勻涂布在金屬集流體（通常是銅箔）上。

干燥和壓制：將涂布后的材料進行干燥和壓制，形成具有一定厚度和強度的負極片。

后處理：包括切割、封裝等步驟，最終形成可以用于電池組裝的負極材料。

挑戰(zhàn)與發(fā)展

盡管鋰電石墨在鋰離子電池中有著廣泛的應(yīng)用，但仍然面臨一些挑戰(zhàn)：

容量提升：隨著對電池能量密度要求的提高，需要開發(fā)更高容量的負極材料。

安全性能：在高溫或過充條件下，石墨負極可能會發(fā)生熱失控，需要進一步提高材料的安全性能。

成本控制：隨著電動汽車市場的擴大，降低石墨負極材料的成本成為行業(yè)關(guān)注的焦點。