2015年4月,国内天然石墨市场价格稳中趋降,局部下滑100元/吨左右,跌幅在5%左右。业内人士表示,天然石墨价格下跌使得锂电负极成本有望下降。
中国发现和利用天然石墨的历史悠久。古籍中曾有不少关于石墨的记载。如《水经注》载“洛水侧有石墨山。山石尽黑,可以书疏,故以石墨名山矣。”从考古挖掘出来的甲骨、玉片、陶片发现,早在3000多年前商代就有用石墨书写的文字,一直延续至东汉末年(公元220年),石墨作为书墨才被松烟制墨所取代。清朝道光年间(公元1821~1850年),湖南郴州农民开采石墨做燃料,称之为“油碳”。
天然鳞片石墨具有良好的耐高温、导电、导热、润滑、可塑及耐酸碱等性能。根据固定碳含量分类四类:高纯石墨(FC:99.9%-99.99%)、高碳石墨(FC:97-99.8%)、中碳石墨(FC:90-96%)、低碳石墨(FC:70-90%)。
天然鳞片石墨:是一种单晶,组织结构较简单,仅存在结晶学上的缺陷(如点缺陷、位错、层错等),宏观上表现出各向异性的特征。天然微晶石墨的晶粒较小,晶粒之间杂乱排列且存在杂质脱除后的孔洞,宏观上表现出各向同性。
天然石墨分为鳞片石墨和土状石墨,鳞片石墨在锂电池中库仑效率可达90%~93%、可逆容量为 340~370mAh/g,因此是主流的负极材料;但是,天然石墨具有规则的层状结构,锂离子在嵌入时速度十分缓慢,且由于材料各向异性较高,极易导致活性物质与集流体接触不充分,从而造成天然石墨倍率性能较差。
天然石墨常会伴有各种杂质,难以被直接利用,为了满足工业生产的要求,对天然石墨进行富集、提纯,且石墨纯度愈高其价值也越高。目前关于石墨的提纯方法主要有三种:浮选法、化学法和高温法,其中化学法又包含碱熔酸浸法、氢氟酸法、混酸法、氯化焙烧法四种。