石墨礦分為晶質(zhì)石墨和微晶石墨。微晶石墨是由煤炭變質(zhì)成礦，由細小的微晶團聚成晶聚體，晶體直徑小于1μm。我國天然微晶石墨資源豐富，主要分布于湖南和吉林兩地。目前，對微晶石墨資源進(jìn)行深加工，發(fā)展高端產(chǎn)品是大勢所趨。一般情況下微晶石墨與礦物中的雜質(zhì)均勻混合存在，微晶石墨的選礦和提純難度要比晶質(zhì)石墨大，將微晶石墨應用于一些高新領(lǐng)域時(shí)，須對材料進(jìn)行提純、改性等。
　　深加工后的微晶石墨用途相當廣泛。例如，微晶石墨在動(dòng)力電池、超級電容器、核能等新能源領(lǐng)域有巨大的開(kāi)發(fā)潛力；利用微晶石墨各向同性的特點(diǎn)，可以將其用作新型骨料，在焙燒過(guò)程中體積膨脹小，溫度均勻，成品率高；微晶石墨也可用來(lái)制備石墨烯；在鑄造業(yè)中，微晶石墨常作為鑄造涂料、耐火材料及增碳劑使用。
　　在鋰電負極材料方面，微晶石墨具有石墨化度高、放電電壓平臺穩定、成本低和嵌鋰容量高等優(yōu)點(diǎn)，可以作為生產(chǎn)負極材料的原材料。不過(guò)，微晶石墨是由細小微晶團聚成的呈各向同性的聚晶體，自身機械強度不大，在生產(chǎn)過(guò)程中極易破碎，導致生產(chǎn)的石墨顆粒粒徑難以控制，形貌不規則。此外，微晶石墨表面含有較多的活性位點(diǎn)，和PC基的電解液相容性差。以上缺陷會(huì )導致材料不可逆容量增加，并且在循環(huán)過(guò)程中，頻繁的脫嵌鋰導致石墨結構膨脹，石墨微晶剝落，影響循環(huán)壽命。鑒于微晶石墨存在首次效率低、循環(huán)穩定性差等問(wèn)題，需對其進(jìn)行改性后才能大批量應用。
　　微晶石墨常用的改性方法有機械研磨、惰性氣體清洗、表面氧化、包覆、氣體還原、高溫熱處理等，通過(guò)材料改性減少碳顆粒表面活性高的部分，有助于形成相對穩定SEI膜，從而減少不可逆容量，增強充放電效率，同時(shí)提高循環(huán)穩定性。
　　針對微晶石墨的缺陷，包覆通常能較好的解決問(wèn)題。包覆能夠減小材料比表面積，提高首效，同時(shí)還可以避免微晶石墨直接和電解液接觸，為微晶石墨形變提供緩沖。
　　包覆樹(shù)脂炭是一種比較常見(jiàn)且低成本的方法。不少研究者采用液相法包覆微晶石墨，取得了較好的結果。有研究人員將酚醛樹(shù)脂和微晶石墨在酒精中混合成漿料，在高溫下噴霧成型，然后在惰氣氣氛下進(jìn)行炭化，獲得粒徑和包覆效果非常好的負極材料。經(jīng)包覆后的微晶石墨顆粒形貌更接近球形，粒徑分布更窄，熱解樹(shù)脂炭的亂層結構更穩定，生成的SEI膜更穩定，且對電解液中的有機溶劑不敏感，包覆形成的核殼結構能有效阻止Li+和溶劑形成的溶劑化鋰離子的嵌入，減少微晶石墨形變，使不可逆容量損失由14%降低至7%。
　　噴霧法需要專(zhuān)用的噴霧干燥機才能進(jìn)行，而且不利于大規模量產(chǎn)，生產(chǎn)成本高。因此，有研究人員采用真空浸漬法對微晶石墨進(jìn)行瀝青包覆，將微晶石墨在真空環(huán)境下同溶解了高溫煤瀝青的四氫呋喃攪拌均勻，然后在900℃惰氣氣氛下炭化，得到了包覆效果較好的負極材料，這種方法更經(jīng)濟實(shí)用。包覆后的微晶石墨首次庫倫效率由71.2%提高至87.4%。
　　包覆在材料和方法上選擇可以多種多樣，例如，有研究人員采用有機溶劑熱分解法將納米合金包覆在微晶石墨之上，也有人采用化學(xué)氣相沉積法將熱解炭包覆于微晶石墨。另外，也有研究者采用熱縮聚法將熱解瀝青包覆于微晶石墨。這些方法都能針對微晶石墨首效不高和循環(huán)性能不佳的缺陷進(jìn)行改善。
　　除了包覆外，也有研究人員研究了微晶石墨的提純工藝及分級工藝。他們分別采用氫氟酸和混酸進(jìn)行提純，提純后的微晶石墨首次放電比容量最高可達778.9mAh/g，首次庫倫效率為61.3%。此外，他們進(jìn)一步研究了微晶石墨的分級工藝，采用靜置和旋水分離方法獲得尺寸值D90/D10=5的微晶石墨顆粒，采用質(zhì)量分數10%的分散劑和粘結劑進(jìn)行扣電制作，首效達78%，可逆克容量達298mAh/g。
　　另外，為了提高微晶石墨負極材料的加工性能，有效解決微晶石墨在動(dòng)力電池應用中的工程化問(wèn)題，有研究人員采用高溫石墨化、碳化包覆對微晶石墨進(jìn)行改性，并引入了超高分子羧甲基纖維素鈉（CMC）作為分散劑。與改性前的微晶石墨對比，加工性能和電化學(xué)性能得到大幅度提升。利用激光粒度分布儀等表征其物理性能，利用SEM等分析了微晶石墨的結構和表面形貌，利用漿料粘度的變化表征其加工性能，并通過(guò)扣電測試其電化學(xué)性能。結果表明：高溫處理后的微晶石墨扣電首效由64.2%提升至87.1%，克容量發(fā)揮275.2mAh/g提升至343.3mAh/g；包覆后的微晶石墨漿料穩定性更好，克容量發(fā)揮達到394mAh/g；使用超高分子CMC保證漿料穩定性的同時(shí)，也改善電池的倍率性能。該方法為微晶石墨在動(dòng)力電池應用中遇到的工程化問(wèn)題提供了可行的解決方案。
　　小結
　　以上是對微晶石墨改性用于鋰電負極材料相關(guān)問(wèn)題的介紹。我國微晶石墨資源豐富，但是在開(kāi)發(fā)利用方面仍有不足，深加工水平需要進(jìn)一步提升。微晶石墨用于鋰電負極材料有利于提高材料的附加值，對于鋰電負極材料行業(yè)的發(fā)展也有積極的推動(dòng)作用。