为什么最早的锂离子电池没有使用石墨而是无定形的焦炭

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精选答案

石墨材料因其导电性好，结晶度高，层状结构稳定，适合锂的嵌入-脱嵌等特点，成为理想的锂电负极材料，人造石墨和天然石墨是两种主要的石墨材料。而无定形碳材料即无固定结晶形状的碳材料，主要包括软碳和硬碳。

天然石墨可分为鳞片石墨和土状石墨，负极材料通常采用鳞片石墨，其储量大、成本低、电势低且曲线平稳、在合适的电解质中首周库仑效率为90%~93%、可逆容量可达 340~370 mAh·g-1，是最主流的锂离子电池负极材料之一。然而，天然石墨规则的层状结构导致了其较高的各向异性，出现了锂离子嵌入迟缓和石墨微粒与集流体接触不充分的现象，这也是天然石墨倍率性能低的主要原因，常采用机械研磨法处理，以增加天然石墨的各向同性。与低温性能良好的碳酸丙烯酯(PC)基电解质不相容也是天然石墨的主要缺点，通常采用电解质中增加添加剂与石墨表面包覆进行改性。