球形石墨屬于石墨產品中的高附加值深加工產品，具有品質穩定、振實密度大、比表面積小、粒度分布集中等特點，是目前較為理想的鋰電池負極材料。

天然石墨為什么要球形化

天然石墨導電性好、結晶度高，且具有良好的層狀結構。天然鱗片石墨常用作鋰離子電池的負極材料，但也存在很多缺點。

石墨的片層結構決定，鋰離子只能先嵌入材料端面再逐漸擴散進顆粒內部，由于鱗片石墨的各向異性，鋰離子的擴散路徑較長且不均勻，導致比容量較低。而石墨較小的層間距又增加了鋰離子的擴散阻力，致使其倍率性能較差，快速充電時鋰離子易在石墨表面沉積形成鋰枝晶，造成嚴重的安全隱患。此外，鱗片石墨粉較大的比表面積也會影響負極的首次充放電效率。

為解決鱗片石墨的缺陷，優化負極材料性能，需要對石墨進行改性，目前最常用的改性方法之一就是球形化處理。球形化的天然石墨材料具有更小的比表面積，更高的振實密度，從而具有更高的首次庫倫效率、可逆充放電容量及更優異的循環穩定性。

天然石墨球形化工藝

生產球形石墨主要以優質的高碳天然鱗片石墨為原料，各球形石墨生產廠商使用機械力法對天然石墨進行球形化處理，通過機械產生的碰撞、摩擦和剪切等一系列作用力使石墨顆粒發生塑性變形和顆粒吸附，從而得到球形石墨。

傳統的球形化工藝通常分為粉碎和整形兩個階段。粉碎階段是將石墨鱗片粉碎至適合整形的粒度，同時除去粉碎過程中產生的細粉。整形階段是將鱗片狀的石墨顆粒，以及在粉碎階段被整形成類球形的石墨顆粒球形化。

天然鱗片石墨顆粒呈片狀結構，在球形化的過程中會發生片狀彎曲的塑性變形。大片狀顆粒折疊彎曲，被逐漸沖擊成球形或類球形，成為球形顆粒的主核。由片狀石墨破碎產生的或原料中含有的微細顆粒附著在主核上，在沖擊力的作用下微細顆粒固定或嵌入主核表面，不斷緊實，最終形成球形石墨顆粒。

球形化設備對球形化效果的影響

球形化設備的結構及運行參數都會對球形化產生影響，如錘頭大小及形狀、錘頭排布和齒圈間距、磨盤轉速、系統風量、分級機轉速、加料方式與加料速度等。

1、磨盤轉速

粉碎時，錘頭的線速度越大粉體獲得的粉碎能量就越大。在粉碎特定的物料時，需要根據產品的粒度和形貌規定一個特定的沖擊粉碎速度。

2、系統風量

系統風量對沖擊磨粉碎腔內的氣流上升速度和分級機的切割粒徑都有著最直接的影響，同等條件下，系統風量越大氣流上升的速率就越大，分級機的切割粒徑就越大，反之則越小。

3、分級機轉速

球形化設備配套分級機一般為葉片型渦流分級機，分級機外接變頻器，以便調整分級機的轉速。在系統流量和分級機結構固定的情況下，分級機的切割粒徑和分級機轉速呈反比關系，即分級機轉速越高分離出的粉體粒度越小。因此要嚴格控制分級精度，保證成球率。

4、加料方式與加料速度

磨盤的加料方式會影響粉體的產量和質量，采用磨盤下方加料時，物料會阻礙氣流進入粉碎區，導致粉碎效率降低。加料的速度盡量是連續的，加料量力求做到定量。

近年來，鋰離子電池在計算機、通訊和消費類3C電子產品中的使用迅速增長。隨著混合動力汽車和純電動汽車市場規模的迅速壯大，鋰離子動力電池也迎來了爆發式的增長。因此，在未來需要繼續加強對石墨球化機理和工藝的研究，改進現有球形化設備，并研發新型球化設備，以應對市場對于球形石墨需求量的增多，以及對產品質量穩定性要求的提升。