Les matériaux graphite des batteries au lithium sont les principaux matériaux de stockage d'énergie utilisés dans les batteries lithium-ion pour l'électrode négative (anode). En raison de leur structure cristalline en couches, de leur faible potentiel d'intercalation du lithium (proche de celui du lithium métallique), de leur capacité spécifique réversible élevée (valeur théorique de 372 mAh/g) et de leur excellente stabilité de cycle (taux de changement de volume < 10 %), ils représentent plus de 98 % du marché mondial des matériaux d'électrode négative. En tant qu'« entrepôt de stockage » des ions lithium, les matériaux graphite permettent l'intercalation/désintercalation des ions lithium pendant la charge et la décharge, et sont l'un des matériaux clés qui garantissent la densité énergétique, la durée de vie et la sécurité des batteries. Actuellement, les principaux matériaux graphite pour batteries au lithium sont divisés en trois catégories : le graphite naturel, le graphite artificiel et le graphite composite. Ils sont largement utilisés dans des domaines tels que les batteries de véhicules à énergie nouvelle, les batteries électroniques grand public et les batteries de stockage d'énergie, et constituent les matériaux de base de la chaîne industrielle des nouvelles énergies.

Indice de performance	Sagger de graphite pour anode en graphite synthétique	Sagger traditionnel en céramique	Creuset en métal	Sagger composite C/C
Max. Température de fonctionnement	3000 degrés	1600 degrés	1200 degrés	2500 degrés
Conductivité thermique	120–150 W/m·K	10–20 W/m·K	50–80 W/m·K	80–100 W/m·K
Résistance aux chocs thermiques	Excellent (>50 cycles)	Pauvre (<10 cycles)	Modéré (10 à 20 cycles)	Bon (30 à 50 cycles)
Teneur en impuretés	Extrêmement faible (inférieur ou égal à 20 ppm)	Moyen (50 à 100 ppm)	High (>100 ppm)	Faible (20 à 50 ppm)
Durée de vie	Long (supérieur ou égal à 100 cycles)	Court (<30 cycles)	Moyen (30 à 50 cycles)	Long (supérieur ou égal à 80 cycles)
Coût	Moyen-élevé	Faible	Moyen	Haut
Compatibilité	Excellent (dédié à l'anode)	Mauvais (contamination facile)	Très mauvais (contamination métallique)	Bien

Points forts

Structure et type

Structure cristalline : Le graphite en flocons naturel a une structure en couches de système cristallin hexagonal parfaite (principalement de type 2H, avec certains types 3R inclus), avec un espacement du plan cristallin de d002=0.335 nm. Les atomes de carbone sont hybridés sp² pour former une structure de réseau hexagonal planaire, et les couches sont liées par les forces de Van der Waals.
Types principaux :
Flake Graphite: Large flakes (>150 μm), flocons moyens (50 - 150 μm), flocons fins (<50 μm). Large flake graphite has the highest crystallinity and the largest capacity, making it the most widely used in battery applications.
Graphite microcristallin (sol-comme le graphite) : Faible cristallinité, d002=0.336 nm, capacité d'environ 260 mAh/g, principalement utilisé dans les-batteries bas de gamme.

Graphite artificiel (AG)

Structure cristalline : fabriquée à partir de précurseurs tels que le coke de pétrole et le coke aiguilleté par pyrolyse à des températures allant de 2 800 à 3 000 degrés, la structure cristalline est hautement ordonnée, avec de gros grains cristallins et une disposition directionnelle, et la structure en couches est plus complète et uniforme.
Types principaux :
Graphite artificiel à base de -coke-en forme d'aiguille : produit haut de gamme-, avec une excellente conductivité électrique et un faible coefficient de dilatation, adapté aux batteries de puissance
Graphite artificiel à base de coke de pétrole- : produit économique, adapté aux appareils électroniques grand public et aux batteries de stockage d'énergie.
Microsphères de carbone à phase intermédiaire (MCMB) : structure sphérique, densité de compactage élevée, bonnes performances, adaptées aux batteries à charge rapide-

Graphite composite

Conception du noyau : mélangez du graphite naturel avec du graphite artificiel dans un certain rapport, ou ajoutez des matériaux modifiés tels que des nanotubes de carbone et du graphène pour obtenir des avantages complémentaires.
Types principaux :
Graphite composite naturel et artificiel : équilibre coût et performances, adapté aux batteries de stockage d'énergie de milieu-à-haut de gamme-
Graphite - Composite de nanotubes de carbone : améliore la conductivité et les performances de débit
Graphite - Composite de silicium (Graphite de silicium) : augmente considérablement la capacité (600 ~ 1 500 mAh/g), il s'agit du matériau d'anode de nouvelle-génération à haute-énergie-densité d'anode

Caractéristiques électrochimiques de base

Faible potentiel d'intercalation du lithium : environ 0.1 - 0.2 V vs Li/Li⁺, proche du lithium métallique, avec une efficacité énergétique élevée
Haute capacité spécifique réversible : graphite naturel 350 - 365 mAh/g, graphite artificiel 330 - 360 mAh/g, proche de la valeur théorique de 372 mAh/g
Faible changement de volume : pendant la charge et la décharge, le taux d'expansion du volume est < 10 %, bien inférieur à celui des matériaux à base de silicium- (300 %), avec une bonne stabilité structurelle
Efficacité coulombienne élevée : efficacité coulombienne initiale de 88 % - 95 %, après cyclage, elle peut atteindre plus de 99 %, avec une faible perte d'énergie

Propriétés physiques et chimiques

Conductivité électrique élevée : les électrons à l'intérieur de la couche conduisent à travers des liaisons π délocalisées, avec une conductivité électrique allant jusqu'à 10⁴~10⁵ S/cm, réduisant ainsi la résistance interne de la batterie.
Conductivité thermique élevée : la conductivité thermique est de 120 ~ 150 W/m・K, facilitant la dissipation thermique de la batterie et améliorant la sécurité
Bonne stabilité chimique : Stable dans les électrolytes organiques, avec des réactions secondaires minimes
Exigences de pureté élevées : le graphite de qualité batterie-contient un résidu inférieur ou égal à 20 ppm et la teneur en impuretés métalliques (Fe, Cu, Al, etc.) est extrêmement faible, évitant ainsi l'auto-décharge-de la batterie et les risques pour la sécurité.

Application technique

Le graphite pour batterie au lithium de Jin Cheng Graphite présente des performances exceptionnelles dans les batteries de véhicules électriques. Sa structure en graphite à l'échelle nano- peut réduire efficacement les effets de polarisation, améliorer l'efficacité de charge et de décharge ainsi que l'autonomie de la batterie. Dans le même temps, grâce à l'optimisation de la technologie des creusets en graphite, le matériau peut toujours maintenir une conductivité stable dans des environnements à haute -température, améliorant considérablement les performances de sécurité thermique de la batterie, répondant aux exigences de conditions de travail extrêmes.

Valeur de l'industrie

En tant que fabricant source, Jin Cheng Graphite fournit non seulement des produits standardisés, mais attache également une grande importance à la R&D collaborative avec les clients. Il propose des solutions personnalisées pour des scénarios d'application spécifiques (tels que des batteries à haute-puissance, une adaptabilité à un environnement à basse-température). Notre équipe technique peut fournir une assistance complète-de la chaîne, depuis la sélection des matériaux, l'optimisation des processus jusqu'aux tests de performances, aidant ainsi les clients à conquérir rapidement le marché.

Indice de performance	Sagger de graphite pour anode en graphite synthétique
Max. Température de fonctionnement	3000 degrés
Densité apparente	1,85~1,90 g/cm³
Conductivité thermique	120–150 W/m·K
CTE (20 ~ 200 degrés)	Inférieur ou égal à 3,8×10⁻⁶/degré
Contenu en cendres	Inférieur ou égal à 20 ppm
Carbone Fixe	Supérieur ou égal à 99,95 %
Résistance à la flexion	>45 MPa
Résistance à la compression	>100 MPa
Résistance aux chocs thermiques	Excellent (> 50 cycles)
Durée de vie	Supérieur ou égal à 100 cycles
Tolérance d'usinage	±0,05mm

Assurance qualité

Tous les produits ont été soumis à des systèmes d'inspection de qualité stricts (y compris XRD, SEM, tests électrochimiques, etc.) pour garantir que les performances de chaque lot de matériaux sont conformes aux normes internationales. Jin Cheng Graphite adhère à la philosophie de « fiabilité, innovation et efficacité », promouvant continuellement le progrès technologique du graphite utilisé dans les batteries au lithium et fournissant une énergie durable à la nouvelle industrie mondiale des énergies.

Tendances de développement futures

Voie de-siliconisation élevée: Augmenter la teneur en silicium de 20 % ~ 30 % actuels à 50 % ~ 70 %, combinée à la technologie de prélithiation pour résoudre le problème d'efficacité initial

Innovation structurelle: Développer des structures en graphite poreux 3D et des structures composites nanofils/nanotubes de silicium pour améliorer encore la stabilité structurelle

Ingénierie des interfaces : Utiliser le dépôt de couche atomique (ALD) et d'autres technologies pour préparer des revêtements de carbone uniformes ultra-et optimiser la liaison d'interface Si-Gr.

Réduction des coûts : Développer des technologies de purification du silicium-de qualité métallurgique et de recyclage des déchets de silicium afin de réduire les coûts des matières premières

Collaboration avec l'ensemble de la chaîne industrielle : Développement conjoint par les fabricants de matériaux d'anode, les fabricants de batteries et les constructeurs automobiles pour promouvoir l'application commerciale à grande échelle de Si-Gr.

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