石墨改性是将石墨材料的性能进行改进的过程。石墨是一种具有良好导电性和热稳定性的材料，广泛应用于化学、冶金、电化学及石油等领域。但是，由于石墨具有层状结构，其分散性较差，从而影响了其在特定应用领域的效率。因此，为了提高其性能和增强应用性，需要对石墨进行改性处理，即石墨改性。

石墨改性的方法很多，常用的改性方式包括表面改性和结构改性两种。

表面改性

对表面进行改性，通过改变天然石墨的表面结构性质，减小因形成过多的SEI膜，从而减少不可逆容量的损失。

结构改性

对结构进行改性，通过改变天然石墨的结构、形态，来提高充放电容量。

表面改性的主要方法有碳包覆、表面氧化、表面还原三种工艺。

碳包覆

1994年在第七届锂电池国际会议，首先由Kuribayashit和Yamashita提出一种全新的“核-壳”模型包覆方法，使用该种方法可使得复合石墨的电性能大大提高。这种方法主要是以石墨材料为“核芯”，在表面包覆一种无定形的碳材料，包覆的方法有气相沉积法、有机溶剂热解法，混合粉碎法等，包覆的无定形碳材料的前驱体包括有酚醛树脂、环氧树脂、尿素、沥青、煤焦油、乙烯等，之后通过高温逐步碳化为所需的无定形碳。

有专家学者将沥青进行包覆于天然石墨表面，添加量为5%，400℃碳化3h，高温850℃处理2h之后得到的产品可逆容量可达362mAh/g，首次充放电效率为92%，复合材料包覆的电性能好主要机理是一方面无定形碳壳对有机溶剂不活泼，它的乱层结构可以使得有机溶剂小分子很难共插到片层中，另一方面无定形碳的层间距比石墨大，锂离子在其中扩散性能较好，这对于倍率性能提升很大。

表面氧化

氧化的处理方法主要有气相氧化方法和液相氧化法两种。气相氧化法主要采用空气、氧气、臭氧气体作为氧化剂，通过气相、固相界面反应来完成氧化处理过程。但是，由于气相氧化只能发生在气固界面，很难保证氧化的均匀性，不利于商业化使用，液相氧化法使用硫酸铈、硝酸、过氧化氢作为氧化剂，氧化更加均匀，因此商业化一般使用液相氧化方法，有专家学者采用磷酸铁钾作为氧化剂，对石墨进行氧化处理，经过处理的石墨表面含有微孔结构，形成一层致密的氧化膜，相比未处理的天然石墨，可逆容量和循环性能都大大提升。主要机理为一方面表面氧化处理可以增加石墨材料表面纳米级微孔数量，增加储锂空位，提高可逆容量，另一方面表面氧化可以去除石墨表面一些较高的位置，有利于可逆容量的降低，然后也会使得石墨表面跟电解液的还原分解反应更加均匀，抑制电解液的进一步分解，提高电池的循环性能。

表面还原

石墨表面存在一定量的含氧有机官能团和吸附的一些杂质，对石墨首次充放电过程中溶剂的分解以及SEI膜的形成都将会造成负面的影响，导致不可逆容量损失的加大，有日本专家使用二乙基醚对石墨表面进行还原处理，发现石墨表面的含氧有机官能团基本消失，石墨电极在0.5V出现的SEI膜溶剂分解平台也消失，因SEI膜所需的溶剂还原分解量大大减少进一步的说明生成的SEI膜更加薄而致密。

结构改性主要有机械活化、掺杂两种工艺。

机械活化

机械活化主要目的是减少石墨粒子的大小同时增加石墨材料中端面的数目，粒径的减小与端面的增加可以为锂离子提供更多嵌入和脱出的位置，同时也利于嵌入和脱出速率的增加，进而提高石墨材料的可逆容量和倍率性能。

那么对石墨进行机械研磨可以提高石墨的可逆容量和倍率性能，但是经过研磨之后石墨的比表面会增大，从而形成SEI膜消耗的锂离子将会增多，随之会降低可逆容量，所以在实际生产中很难实现。另一方面，研磨方式不一样也会对石墨有一定影响，如经过长时间球磨的天然石墨，不可逆容量可以达到580mAh/g，但是循环性能却表现一般。

掺杂

掺杂我们都知道，是将一些金属元素或者非金属元素引入到天然石墨材料中去，然后改变石墨材料的微观结构和电子状态，进而改善其电化学性能。目前比较运用较多的掺杂非金属元素有磷、氮、硼、硅等，金属元素主要有钾、镁、铝、铜、镍、钴等。举例来说，有研究显示当使用硼作为掺杂元素引入到天然石墨中去时候，当硼的添加量为3.8%的时候，复合材料的容量可以达到315mA/g。

天然石墨作为锂电池的负极材料仍然存在很多缺陷，需要对天然石墨进行多种方法改性来提高充放电容量。青岛中达智能作为专业的石墨改性机厂家，有完善的生产管理体系和质量控制体系，严格执行国家标准和生产流程，充分保证石墨改性机的稳定性；并能够针对市场需求和客户要求记性定制化服务；有比较完善的售后服务流程和规范，能够在设备出现问题时给予快速响应和解决，提高客户的生产效率。