[发明专利]一种评价石墨和/或石墨化碳材料电化学性能的方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种评价石墨和/或石墨化碳材料电化学性能的方法，尤其是关于一种评价用作手机用二次锂离子电池负极材料的石墨和/或石墨化碳材料电化学性能的方法。

背景技术

石墨和/或石墨化碳材料具有典型的层状结构特征，在石墨层面内，碳原子呈六角形排列并向二维方向延伸，层面间每个碳原子与其相邻的三个碳原子以sp²杂化的强σ键结构形式存在，结构相当稳定；在石墨层与层之间，碳-碳之间仅以弱的范得华力(Van der Waals)结合，层面间距大约为0.34纳米，由于石墨层面之间的结合力薄弱，且空间较大，容易插入其他金属或非金属分子、原子、离子或离子团，形成石墨层间化合物(graphite intercalationcompounds简称GIC)。因此，石墨和/或石墨化碳材料常用作二次锂离子电池的负极活性物质。

研究表明，作为手机用二次锂离子电池负极活性物质的石墨和/或石墨化碳材料的电化学性能的好坏，对电池的容量、寿命、充放电特性等电化学性能的影响很大。对手机用二次锂离子电池生产厂家来说，准确了解和正确评价用作电池负极材料的石墨和/或石墨化碳材料的电化学性能，对电池设计、生产和质量控制都是相当重要的。而全面评价石墨和/或石墨化碳材料的电化学性能，通常的办法是按照常规的生产工艺将石墨和/或石墨化碳材料作为负极活性物质做成锂离子样品电池，然后以二次电池循环寿命测试标准测量电池的循环寿命，然后根据电池的循环寿命判断石墨和/或石墨化碳材料的循环寿命是否满足电池需要；并以被测试的石墨和/或石墨化碳材料样品作正极活性物质、以金属锂作负极活性物质做成纽扣电池作为模拟电池，测试模拟电池的电化学容量，然后据此判断石墨和/或石墨化碳材料的电化学比容量是否满足电池需要。根据上述循环寿命和电化学比容量来综合判断负极材料石墨和/或石墨化碳材料的电化学性能是否满足电池需要。这种办法虽然得到的数据是可靠的，但存在实验周期长、成本高的缺点。例如，对于循环寿命性能测试，正常情况下，需要半个月至1个月的时间，这样长的实验周期，很难满足电池生产厂家的来料检验需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有石墨和/或石墨化碳材料电化学性能评价方法周期长的缺点，提供一种能够快速有效地评价石墨和/或石墨化碳材料电化学性能的方法。

本发明提供的评价石墨和/或石墨化碳材料电化学性能的方法包括(A)获取石墨和/或石墨化碳材料晶体参数值；(B)设定石墨和/或石墨化碳材料的晶体参数值范围；及(C)判断石墨和/或石墨化碳材料晶体参数值是否在设定的晶体参数值范围内；当上述晶体参数值在相应的设定的晶体参数值范围内时，判定该石墨和/或石墨化碳材料的电化学性能满足电池需要，所述石墨和/或石墨化碳材料晶体参数值包括晶面间距值和衍射峰宽度值或者包括石墨化程度值和晶体层面堆积厚度值和晶体大小尺寸值，所述电化学性能包括石墨和/或石墨化碳材料的电化学比容量和循环寿命。

根据本发明提供的方法，只需从石墨和/或石墨化碳材料的晶体结构入手，判断石墨和/或石墨化碳材料的晶体参数值是否在上述参数值范围内即可有效判断该石墨和/或石墨化碳材料的电化学性能，从而能够大大缩短石墨和/或石墨化碳材料电化学性能是否满足电池需要的判断时间，这对手机用二次锂离子电池生产厂家正确选用原材料、缩短来料测试检验周期、降低测试检验成本都具有重要的意义。而且上述方法只需使用常用的XRD衍射方法一次即可测出该方法所需的石墨和/或石墨化碳材料晶体参数值(完成一个样品的测试，大约只需要20分钟的时间)，因而大大简化了操作步骤，节约了大量人力和物力，从而使生产成本大大降低。

本发明提供的评价石墨和/或石墨化碳材料电化学特性的方法非常适合于手机用二次锂离子电池生产厂家对石墨和/或石墨化碳材料进行快速评审、检验和品质控制，也非常适合用作石墨和/或石墨化碳材料原材料生产厂家进行产品改进的依据。

附图说明

图1为本发明实施例1-6中测得的石墨化碳样品的XRD图。

具体实施方式