由於電解液中的溶劑分子對(duì)石墨鋰電負(fù)極材料極為敏感,一旦電池內(nèi)部溫度偏高,二者就會(huì)產(chǎn)生副反應(yīng),所以對(duì)石墨電極的改性非常重要,目前較多處理方法有球化、表面處理和摻雜改性。
球形化處理
鱗片石墨的各向異性,致使其比容量低,通過(guò)對(duì)鱗片石墨的球形化處理,比容量、首次迴圈效率及迴圈性能顯著改善。一般生產(chǎn)中採(cǎi)用風(fēng)力衝擊式整形機(jī)進(jìn)行球化處理,如氣流渦旋粉碎機(jī)在球化處理中摻雜雜質(zhì)較少,旋轉(zhuǎn)衝擊式磨機(jī)球化過(guò)程提高了石墨顆粒開(kāi)孔率且降低密閉孔隙度影響其電化學(xué)性能。除對(duì)石墨顆粒本身整形外,還可將超細(xì)石墨粉通過(guò)粘結(jié)劑粘結(jié)成球形,製備具有極好各向同性的石墨球。
表面氧化
天然石墨表面無(wú)序碳原子使其不能夠發(fā)生氧化還原反應(yīng),因此可以進(jìn)行表面氧化。經(jīng)氧化處理後其表面形成-COO-和-OH等共價(jià)鍵結(jié)合的官能團(tuán),進(jìn)而在首次放電迴圈時(shí)形成化合鍵穩(wěn)定的SEI膜提高壽命。氣相氧化時(shí),一般需高溫處理修整石墨顆粒表面缺陷;液相氧化可在較低溫下對(duì)石墨顆粒進(jìn)行表面微氧化或微膨處理。石墨的氧化處理主要是去除石墨表面的無(wú)序碳原子和增加納米孔道,擴(kuò)寬鋰離子的脫嵌路徑,提高電池的倍率性能及迴圈穩(wěn)定性。
包覆改性
在石墨材料的表面包覆無(wú)定形碳材料或金屬及其氧化物。無(wú)定形碳材料改善鋰離子的擴(kuò)散性能,提高原材料大電流充放電性能;金屬及其氧化物可增強(qiáng)負(fù)極材料導(dǎo)電性和低溫性能。其中,有專(zhuān)家表明可向石墨中摻雜過(guò)渡金屬氧化物材料,如紫色氧化鎢、二氧化鈦等等,因?yàn)樗鼈兝碚摫热萘枯^高,且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
摻雜改性
摻雜改性方法較靈活,摻雜元素多樣,非碳元素?fù)诫s到石墨中可以改變石墨的電子狀態(tài),使其更容易得電子,增加鋰離子的嵌入量。