為什么要用球形石墨？

負極材料是鋰離子電池的核心材料之一，決定了鋰離子電池的倍率性能，并影響首次充放電效率和電池循環穩定性能。天然石墨負極材料是天然鱗片石墨經過粉碎、球化、分級、純化、表面改性等工序處理制得的，具有價格便宜、儲蓄量大、安全無毒、導電性好等優點。

其中，球形石墨具有良好的導電性、結晶度高、成本低等優勢，以及充放電電位低且平坦、循環壽命長、綠色環保等特點，已逐漸成為鋰離子電池生產用負極材料的換代產品。目前，我國已成功的應用天然鱗片石墨原料開發以適應鋰離子電池生產的負極材料，即球形石墨的改性產品，所以鋰離子電池產業鏈進入了一個嶄新的時代。

為什么要用球形石墨？

天然石墨導電性好、結晶度高、具有良好的層狀結構，是目前鋰離子電池應用最多的負極材料。石墨負極一般采用天然鱗片石墨，但存在以下幾個缺點：

①鱗片石墨粉具有較大的比表面積，對負極的首次充放電效率有較大影響；

②石墨的片層結構決定了Li⁺只能從材料端面嵌入，并逐漸擴散入顆粒內部，由于鱗片石墨的各向異性，Li⁺擴散路徑較長且不均勻，導致其比容量較低；

③石墨的層間距較小，增加了Li⁺的擴散阻力，且倍率性能較差，快速充電時Li⁺易在石墨表面沉積形成鋰枝晶，導致嚴重的安全隱患。

為解決以上問題，需要對石墨進行改性，優化負極材料的性能，目前主要改性方法之一就是球形化處理。球形化的天然石墨材料具有較小的比表面積，更高的振實密度，從而具有更高的首次庫倫效率，更高的可逆充放電容量及更優異的循環穩定性。

怎么得到球形石墨？

球形石墨一般是以優質高碳天然鱗片石墨為原料、采用先進加工工藝對石墨表面進行改性處理，生產的不同細度，形似橢圓球形的石墨產品。

球形石墨加工方式就是把天然鱗片石墨粉通過機械設備蜂巢磨粉碎成適宜的粒度，然后再使用蜂巢磨的空氣壓進行去棱角化的加工處理，使之最終形成橢球形或類球形的外形，同時利用分級裝置將球形顆粒與去棱角化過程中剝離下來的細粉分離開來，便可得到正態分布的球形石墨。

除了使用天然鱗片石墨為原料制備球形石墨外，國內也有研發團隊開發出了人造球形石墨。例如，方大炭素研發團隊以清潔化處理的石墨電極切削粉為原料，利用國內外首創的液相濕法加壓涂層次造粒技術和箱式炭化爐炭化沉積改性技術，開發出低成本高品質環境友好型人造球形石墨負極材料的生產工藝，制備出核殼結構的人造球形石墨負極材料，產品符合國家標準，達到國內領先水平。

國內球形石墨企業

1.中國石墨集團有限公司

中國石墨集團有限公司成立于2021年2月，集團已形成石墨采選深全產業鏈產品生產格局，是集研發、生產和銷售為一體石墨制品加工制造企業。集團先后與黑龍江科技大學、北京礦冶科技集團有限公司等國內院校及科研院所開展合作，研發天然石墨鋰離子電池負極材料新產品，延長石墨產業鏈條。

集團下轄黑龍江省寶泉嶺農墾溢祥新能源材料有限公司現已形成年產10000噸球形石墨生產線，先后獲評“高新技術企業”、省級“專精特新”企業、省級“企業技術中心”，溢祥新能源更是榮獲專精特新“小巨人”企業稱號和省工程技術研究中心。目前，集團已獲授權發明專利6項，實用新型專利85項。自主研發的SG10-TD、SG9-TD等產品，填補了國內球形石墨產品小顆粒領域的空白。

2.黑龍江哈工石墨科技有限公司

黑龍江哈工石墨科技有限公司成立于2017年9月，是一家集天然石墨采礦、選礦、可膨脹石墨、高純球形石墨、負極材料等深加工為一體的全產業鏈條，國家高新技術企業。公司主營產品有：石墨礦石、鱗片石墨、高純石墨、球形石墨、可膨脹石墨、石墨紙等。

其子公司哈工新能源—擁有10條球形生產線，實現了3.2萬噸/年的球形石墨；擁有2條高純石墨生產線，實現了2萬噸/年的高純石墨。計劃2024年底，提純產能再增加3萬噸，達到5萬噸提純產能。

3.青島洛唯新材料有限公司

青島洛唯新材料有限公司（簡稱：青島洛唯）由碳一新能源集團有限責任公司與中國寶安集團下屬子公司—貝特瑞新材料集團股份有限公司共同組建而成，是一家專業從事石墨提純及高端碳材料研發、生產和銷售的現代化企業。公司成立于2018年6月，2019年4月開始基礎建設，2020年7月投入試產。主要產品有高純鱗片石墨、天然高純球形石墨、高端堿性鋅錳電池專用多孔石墨、鉛酸電池粉、導電劑、增碳劑、高純可膨脹石墨、石墨烯及散熱材料等。

2021年青島洛唯利用雙鴨山中雙石墨的原料優勢，合資成立黑龍江省墨礫新型材料有限責任公司。墨礫一期18條球形生產線已投產，產能達7.5萬噸/年；墨礫二期項目設計產能7.5萬噸，共計年球化產能達15萬噸。公司自投產以來，先后通過了“專精特新”企業認證、天然石墨行業突出貢獻獎。公司正逐步打造石墨產業完整鏈條，計劃未來五年內實現上市。

4.青島海達石墨有限公司

青島海達石墨有限公司成立于1993年，位于山東省青島市平度區，主要生產天然鱗片石墨。發展至今，海達石墨成立多個生產型子公司，衍生了十幾個產品系列及數百款產品，石墨產品總產能近60萬噸。

其中青島海達，鱗片石墨年生產能力為15萬噸；蘿北鑫隆源，鱗片石墨產能為10萬噸，球形石墨產能為2萬噸；蘿北泰東德，鱗片石墨年產4萬噸，球形石墨年產5萬噸，負極材料年產6000噸；海達新能源，球形石墨、堿性電池粉、超細石墨粉、金剛石純化石墨粉，年生產能力25000噸；黑龍江海達，石墨化產品產能約為20000噸/年，反應釜產品產能約為20000噸/年；海達景瑞石墨，年產量4000噸鉛筆芯。

5.廣東東島新能源股份有限公司

廣東東島新能源股份有限公司（簡稱：東島新能源）成立于2011年6月，是一家集基礎研究、產品開發、生產、銷售于一體的國家級高新技術企業。公司主要產品包括人造石墨、天然石墨、硅碳負極、增碳劑等。

東島新能源率先研發出鋰電池關鍵材料“球形石墨”并實現規模化、自動化生產，為國內鋰電產業作出了開拓性的貢獻。公司還是國家標準《鋰離子電池石墨類負極材料》、行業標準《球形石墨》的主要起草單位之一。

參考來源：

袁恒.球形石墨的提純及改性包覆技術研究

石墨球形化工藝進展及設備應用現狀分析.粉體網

各企業官網、官微等

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