简析锂离子电池负极材料：石墨与石墨烯|kaiyun

本文摘要：石墨图1改性天然石墨 据媒体预计，今年随着电动汽车的蓬勃发展，锂离子电池市场需求剧增，将造就下游的石墨产业。尽管石墨的价格和销量仍然不知起色，但投机者依旧寄予厚望石墨市场需求趋紧的前景。 石墨是碳的一种同素异形体，二者密切涉及。同素异形体是指同一元素构成的有所不同结构的单质。 石墨是碳元素最平稳的不存在形式。（金刚石是碳的一种亚稳态同素异形体，虽然它的硬度相比之下低于石墨，是自然界中硬度最低的物质，但它的稳定性却高于石墨。

石墨图1改性天然石墨　　据媒体预计，今年随着电动汽车的蓬勃发展，锂离子电池市场需求剧增，将造就下游的石墨产业。尽管石墨的价格和销量仍然不知起色，但投机者依旧寄予厚望石墨市场需求趋紧的前景。　　石墨是碳的一种同素异形体，二者密切涉及。同素异形体是指同一元素构成的有所不同结构的单质。

石墨是碳元素最平稳的不存在形式。（金刚石是碳的一种亚稳态同素异形体，虽然它的硬度相比之下低于石墨，是自然界中硬度最低的物质，但它的稳定性却高于石墨。

）　　“石墨”一词源于希腊语“graphein”，该材料耐高温，耐腐蚀，具备较好的导电性、导热性和平稳的化学性能，同时比铝要轻。除了用于锂离子电池的负极材料外，优质的石墨还可用作燃料电池、太阳能电池、半导体、发光二极管以及核反应堆等有所不同领域。

　　碳纤维是一种由碳原子键合构成的微晶材料，直径只有5-10mu;m，约是人体头发丝直径的十分之一，但其强度却十分低。碳碳键像编织衣物一样沿着聚合物基体成键，碳纤维强度优于钢丝却比钢丝更加重。碳纤维材料常用于高尔夫球杆，自行车架，并未来将会代替铝，用作汽车和飞机的结构架，例如波音787和空客350X中都用于了大量的碳纤维材料。

　　目前，石墨材料仅有占到全球电池需求量的5%。人们有两种方式提供石墨：一是天然矿石，二是煤焦油的制备。而锂离子电池用于的石墨材料一般是由55%的制备石墨与45%较低纯度的天然石墨调和制取的。

　　生产厂家曾多次一度注目制备石墨，因为制备石墨的皆一性和纯度要高于天然石墨。现在情况却有了改变，现代化学制备方法的应用于使得经热处理可取得99.9%纯度的天然石墨，相比之下，制备石墨的纯度为99%，因而前者更加热门。

　　与制备石墨比起，经过制备的天然片状石墨有更高的结晶度，展现出出有更佳的导电性和导热性。此外，天然石墨未来将会减少锂离子电池的生产成本，同时还能取得同等甚至更加出色的电池性能。

现在用作锂离子电池的制备石墨的售价为每吨10，000美元，而通过天然石墨薄片加工的的球形石墨售价仅有为每吨7，000美元（2015年价格），未加工处置的天然石墨还要低廉。　　可以预计的是制备石墨必将被替代，未来归属于更加低廉更加环保的天然石墨，而以天然石墨为原料制备的石墨烯，则是科学家们为我们绘制的另一番蓝图。

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