【摘要】 石墨取向度（OI值）：石墨取向度是描述石墨材料中石墨片层排列有序程度的一个参数。

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XRD衍射图谱分析：XRD，即X射线衍射，是一种非破坏性的分析方法，通过测量样品对X射线的衍射，得到材料的晶体结构信息。在锂离子电池材料检测中，XRD被广泛应用于分析材料的晶体结构、相组成以及晶格参数等。

石墨取向度（OI值）：石墨取向度是描述石墨材料中石墨片层排列有序程度的一个参数。高取向度的石墨材料通常具有更好的导电性和热稳定性，从而提高锂离子电池的性能。OI值可以通过对XRD图谱进行特定计算和分析得到。

进行测试时，通常需要将石墨材料制备成薄膜或粉末样品，然后放置在XRD衍射仪的样品台上进行测试。测试过程中，X射线会照射到样品上并发生衍射，衍射信号被探测器接收并转化为数据。通过对这些数据进行分析，可以得到石墨材料的XRD衍射图谱，并进一步计算出OI值。

 

石墨电极片锂离子迁移图-源自网络

 

测试概念

在石墨制成电极片后,石墨层状结构的排布方向(取向)对离子迁移也有较大影响。理想情况下,石墨层结构完全与电极片平面方向垂直对离子扩散最有利,但实际制备时难以实现,通常只能控制石墨电极取向在一定范围内。

 

测试原理

对水平放置的电极片样品进行行射图谱测试时,能够采集到的(110)晶面的行射信号来自于层结构垂直于电极片的石墨,(002)和(004)晶面的衍射信号来自于层结构平行于电极片的石墨,因此,可以以(002)或(004)衍峰强度(或积分面积)与(110)行射峰强度(或积分面积)之比描述石墨电极的取向性OI=I(002)(110)或OI=I(004)(110)。

 

六方石墨谱峰精扫-图片源自网络

 

测试资料

六方石墨为层状结构,层与层之间面间距(d(002))较大,离子在平行于(002)面方向的扩散速度比垂直方向的扩散速度大的多(约10......6倍)。

在极片制备过程中,辊压、烘干等工序往往会改变层状结构粉末的择优取向。层状结构垂直于集流体的概率越大,即(002)面垂直于集流体的择优取向越大,越有利于离子的脱/嵌运动。

石墨负极充放电机理：离子电池在正常的充电过程中,电子从阴极引出,并通过外部电路移动到阳极。同时,离子从正极脱出,并通过电解质移动到负极。在放电过程中,整个过程是相反的。

 

锂沉积示意图-图片源自网络

 

参考文献

1. 刘晓光, 张鉴清, 曹楚南. 天然鳞片石墨的取向度及其嵌锂行为[J]. 电池, 2000, 30(3): 116-118.采用X射线衍射技术测定了天然鳞片石墨的取向度，并通过恒电流充放电实验研究了其嵌锂行为。结果表明，天然鳞片石墨的取向度较高，其嵌锂容量与取向度之间无明显的相关性。

2. 王玮, 蒋剑春, 孙康, 等. 锂离子电池负极材料石墨的取向度及微晶尺寸对性能的影响[J]. 林产化学与工业, 2009, 29(4): 29-34.采用XRD测试了不同种类石墨的取向度和微晶尺寸，并研究了它们对锂离子电池负极材料性能的影响。结果表明，取向度和微晶尺寸是影响石墨负极材料性能的重要因素。

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5. 王艳莉, 李宝华, 艾新平, 等. 高取向度中间相炭微球用作锂离子电池负极材料的研究[J]. 电化学, 2002, 8(3): 287-291.通过XRD等手段研究了高取向度中间相炭微球（MCMB）作为锂离子电池负极材料的性能。结果表明，高取向度的MCMB具有较高的可逆容量和良好的循环性能。

 

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