【摘要】 深度对比AG与NG在纽扣/圆柱电池中的表现，揭示AG-2材料在338mAh/g容量与91%循环保持率背后的技术优势。附权威实验数据与材料特性解析。

锂电技术革新：天然/人造石墨材料性能大比拼

在动力电池技术迭代的关键期，石墨负极材料的选择直接影响着富镍锂离子电池的综合性能。本文基于国际权威实验室数据，深度解析四款商用石墨材料（AG-1/AG-2/AG-3/NG-4）在纽扣电池与圆柱电池中的差异化表现。

 

材料微观结构对比

天然石墨与人造石墨微观结构对比图

图1 (A-C) NG1、(D-F) AG1、(G-I) AG2、(J-L) AG3 的 FE-SEM 图像

 

图1显示：NG-4呈现典型球形颗粒（平均粒径20.25μm），而三款AG材料均为片状结构，其中AG-2粒径最小仅12.51μm。这种微观差异直接影响锂离子迁移路径与嵌入效率。

 

电化学性能实测

恒流充放电测试（图2）揭示关键参数：

1.首效表现：所有样品首效达94.68%-96.86%，AG-2以96.86%领先

2.比容量排序：AG-2(338.97)＞NG-4(328.08)＞AG-1(321.16)＞AG-3(314.43)mAh/g

3.倍率特性：2C-5C高倍率下AG-2电压平台保持最优

 

不同石墨材料充放电曲线对比

图2 1.2 M LiPF6 EC:DEC:EMC:FEC（1:1:1:1.3，v/v）中石墨半电池在 C/10 时的电压与比容量 (A) 和 dQ/dV 图 (B)形成后，实验放电容量作为函数，根据 Pr (C)、Pt (D)、Pr+Pt (E) 和 %ICE 计算容量作为表面积的函数

 

循环寿命关键发现

500次循环后容量保持率：

  • AG-2：91.18%（行业领先水平）
  • AG-1：89.44%
  • NG-4：84.16%
  • AG-3：78.78%

 

技术解析：AG-2的竞争优势源于三大材料特性：

① 12.51μm精细粒径缩短锂扩散路径

② 2H相含量提升结构稳定性

③ 缺陷密度降低至0.12/nm²（较NG-4低37%）

 

【技术应用建议】

动力电池设计需重点关注：

✓ 圆柱电池：优选AG材料提升快充能力

✓ 高镍体系：搭配低缺陷石墨降低SEI副反应

✓ 低温场景：NG材料展现更好膨胀适应性

 

参考文献：

[1] Ronnachai Songthan et al 2024 J. Electrochem. Soc. 171 050524

 

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