作為鋰離子電池四大主材之一的負(fù)極材料，其比容量以及工作電壓直接決定著電池的能量密度和工作電壓，烏蘭察布石墨電極雖然硅材料開始逐步走向產(chǎn)業(yè)化，但目前的主流負(fù)極材料仍然是石墨類負(fù)極材料，其在反應(yīng)過程中具有較低的嵌鋰電位，同時生成的插鋰層間化合物代替金屬鋰負(fù)極，從而避免了金屬鋰枝晶的沉積, 因此安全性得以顯著提高。而作為鋰電四大主材的一個主題，將通過對石墨類材料的基礎(chǔ)知識、生產(chǎn)工藝、測試方法、失效模式分析等幾個方面對其有一個系統(tǒng)的、直觀的認(rèn)識，對石墨類材料的基礎(chǔ)知識做一個簡單的介紹。

石墨類材料主要分為人造石墨和天然石墨，人造石墨又會根據(jù)加工工藝的不同分為MCMB（中間相碳微球）、軟碳和硬碳等，理想的石墨具有層狀結(jié)構(gòu)，每個平面類似于苯環(huán)，層面之間通過大π鍵連接；具有2H型六方晶系以及3R型菱面體晶系。對于理想的石墨而言，其理論容量為372mAh/g，但在實際電池設(shè)計過程中，一般負(fù)極會過量百分之5-10，同時在首次充電過程中形成SEI膜對負(fù)極表面形成保護，阻止電解液和

負(fù)極的進一步反應(yīng)，而這層膜的好壞將直接影響電池的各項性能。
隨著石墨負(fù)極中鋰離子嵌入越來越深入（Stage-4-Stage-1），負(fù)極的表面顏色也逐漸發(fā)生變化，從黑色到青黑色再到暗黃色最后到金黃，石墨負(fù)極也完成了C-----LiC12----LiC6的轉(zhuǎn)變，從而完成了充電過程。
天然石墨大小顆粒不一，粒徑分布廣，未經(jīng)處理的天然石墨是不能作為負(fù)極材料直接使用的，需要經(jīng)過一系列的加工后才能使用，而人造石墨在形貌以及粒徑分布上就一致多了；一般認(rèn)為，天然石墨的容量高，壓實密度高，價格也比較便宜，但是由于顆粒大小不一，表面缺陷較多，與電解液的相容性比較差，副反應(yīng)比較多；而人造石墨則各項性能比較均衡，循環(huán)性能好，與電解液的相容性也比較好，價格也會貴一些。
對于負(fù)極材料，常常會聽到一個取向度的概念，也就是所謂的OI值，它的大小將直接影響著負(fù)極的電解液浸潤、表面的阻抗、大倍率充放電性能，也直接影響著負(fù)極在循環(huán)過程中的膨脹。取向度=I（004）/I（110），通過XRD數(shù)據(jù)可以計算出來。

隨著取向度的降低，大倍率充電的能力也在逐漸提升，達到一個穩(wěn)定的值。

除此以外，石墨負(fù)極的形貌也對電池性能有很大的影響，球形石墨顆粒之間的接觸明顯不如不規(guī)則石墨顆粒的接觸，因而阻抗也會大一些，這對材料的設(shè)計而言是一個方向，對顆粒大小的匹配以及保證顆粒之間的面接觸，+大接觸面積，降低接觸阻抗，從而達到降低極化的目的。

而材料本身的包覆狀態(tài)也會影響負(fù)極的性能，一般會包覆一些無定型的碳材料，從而改善負(fù)極的界面阻抗，改善低溫以及循環(huán)性能；

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