石墨粉(Graphite Powder)作为一种重要的非金属矿物材料,广泛应用于锂电池负极、耐火材料、润滑剂、导电填料、铸造涂料等领域。其性能高度依赖于纯度、粒度、晶体结构、灰分、挥发分、振实密度等理化指标。科学检测是保障产品质量、满足下游应用(尤其是动力电池)的关键。
检测方法详解
1. 固定碳与灰分测定(GB/T 3521-2023)
原理:高温灼烧(850°C)使碳氧化,剩余为灰分。
计算:
固定碳(%)=100−灰分(%)−挥发分(%)−水分(%)固定碳(%)=100−灰分(%)−挥发分(%)−水分(%)注意:高纯石墨需用高频燃烧-红外吸收法(更准)。
2. 金属杂质元素分析(GB/T 30827-2014)
前处理:微波消解(HNO₃ + HF + HClO₄);
仪器:
ICP-MS:检出限达 ppb 级(推荐);
ICP-OES:适用于 ppm 级(成本较低)。
关键元素:Fe、Cu、Ni、Zn、Cr、Na、K(Na/K影响SEI膜)。
3. 粒度分布(激光粒度法,GB/T 19077)
分散介质:水 + 表面活性剂(如六偏磷酸钠);
超声条件:防止团聚(但避免过度破碎);
报告参数:D10、D50、D90、Span = (D90-D10)/D50。
4. 晶体结构表征
(1)X射线衍射(XRD,GB/T 30826)
关键参数:
d₀₀₂(层间距):理想石墨 = 0.3354 nm;
d₀₀₂ > 0.336 nm → 结晶度差,首次效率低;
Lc(c轴晶粒尺寸):Lc = 0.94λ / (β·cosθ),越大越好。
(2)拉曼光谱
ID/IG 比值:反映缺陷密度;
人造石墨:ID/IG ≈ 0.1–0.3;
天然石墨:ID/IG < 0.1(更有序)。
5. 振实密度(YS/T 630-2022)
设备:振实密度仪(3000次/min,振幅3 mm);
步骤:10 g样品装入10 mL量筒,振动至体积不变;
计算:ρ = 质量 / 体积(g/cm³)。
来源:网络
扫码或复制微信号添加好友