人工合成石墨片主要是经过压型,焙烧,石墨化后的产品经过加工后的粉末,而天然的是通过石墨矿直接挖出来的,产品的性能有很大区别。
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。
在理化性质方面,天然石墨与人造石墨既有共性,也存在性能上的差异。如天然石墨与人造石墨都是热和电的良导体,但对于相同纯度和粒度的石墨粉体来说,天然鳞片石墨的传热性能和导电性能好、天然微晶石墨次之,人造石墨低。石墨具有的较好的润滑性和一定的可塑性,天然鳞片石墨的晶体发育较完善,摩擦系数较小,润滑性好,可塑性高,而致密结晶状石墨和隐晶质石墨次之,人造石墨较差。
在机械工业中,石墨材料通常用作耐磨和润滑材料。天然鳞片石墨的润滑性较好,常用作润滑油的添加剂。输送腐蚀介质的设备,广泛采用人造石墨制成的活塞环、密封圈和轴承,工作时无需加入润滑油。天然石墨与高分子树脂复合材料也可用于上述领域,但耐磨性不如人造石墨。
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。