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【背景介紹】

由于低鋰化電位、高導(dǎo)電性、優(yōu)秀的循環(huán)性能以及低成本等特點(diǎn)，石墨被認(rèn)為是最合適的鋰離子電池負(fù)極材料，并且已商業(yè)化使用20多年。但隨著科技的發(fā)展，在電子設(shè)備微型化、動(dòng)力電池小型化的趨勢下，如何提高石墨負(fù)極的體積容量是一個(gè)亟待解決的問題。

【主要內(nèi)容】

針對這一問題，北京化工大學(xué)宋懷河教授課題組在《新型炭材料》（New Carbon Materials，2022,37(2),402-411）上發(fā)表研究論文“A wet granulation method to prepare graphite particles with a high tap density for high volumetric energy density lithium-ion storage”。該文報(bào)道了一種通過濕法制粒制備高振實(shí)密度石墨顆粒的簡單方法。通過高剪切濕法制粒技術(shù)將石墨化洋蔥碳（GOC）和人造超細(xì)石墨（AG）致密成球型大顆粒（WG-GOC、WG-AG），見圖1。所制備石墨顆粒具有較高的球型度和致密度，能有效地提高材料振實(shí)密度，并獲得了高體積比容量。

圖1不同石墨材料造粒制備示意圖

造粒前后材料的結(jié)構(gòu)表征如圖2所示。黏結(jié)劑的加入并沒有破壞原料石墨的結(jié)構(gòu)特征，造粒后的石墨顆粒保持原有的高石墨化度，石墨材料的電化學(xué)特征得以保留。

圖2造粒前后材料的XRD圖譜和Raman光譜

電化學(xué)結(jié)果表明（圖3），在50mAg-1的電流密度下，造粒后的WG-GOC和WG-AG相比于各自的石墨原料，體積比容量分別增加了35%和55%。更讓人驚訝的結(jié)果是，在1000mAg-1和2000mAg-1的大電流密度下，相比GOC，WG-GOC的體積比容量分別提升了94.4%和165.7%。此外，得益于高剪切濕造粒加工時(shí)間短、造粒效率高等優(yōu)點(diǎn)，該研究提供了一種制備高振實(shí)密度石墨負(fù)極的簡便方法，具有良好的工業(yè)化前景。

圖3造粒前后材料的循環(huán)性能和倍率性能對比圖

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/文正）

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