石墨负极材料的关键指标（石墨化度的计算）

人造炭素材料通常是用含碳物质（如沥青、炭黑、甲烷气等）作为原料，经炭化后，通过高温热处理使其逐步石墨化。石墨化的过程就是非晶炭逐步晶化以及由不完整结晶逐步向高结晶转变的过程。

一、什么是石墨化度？

所谓石墨化度，即碳原子形成密排六方石墨晶体结构的程度，其晶格尺寸越接近理想石墨的点阵参数，石墨化度就越高。而越高的石墨化度，说明其晶格更加稳定。例如锂电池负极材料-石墨，它的石墨化度越高，更能保证石墨负极在长循环过程中结构不被破坏。

二、如何计算石墨化度？

理想石墨的晶体结构为密排六方，点阵常数a=0.2461nm，c=0.6708nm，即使是天然石墨，其晶体结构中也存在很多缺陷，点阵常数与理想石墨的相比也有差别。

根据Mering和Maire公式计算石墨化度G：

其中：G为石墨化度，%；d002和d004是样品（002）和（004）晶面的面间距，与衍射角2Θ相对应，nm。当d002=0.3354nm时，G=100%。式中0.3440表示完全未石墨化乱层结构的层间距。0.3354nm表示理想石墨晶体的层间距。
上式中，为了求得材料得石墨化度G，只需要测得d002或者d004的值即可。测定石墨化度常用XRD法，因其结果准确、直观，被广泛运用。

三、XRD测定需要注意的事项

1. 设置测试条件的时候，扫描速度不应过快，一般小于2°/min。
2. 建议选用高纯Si粉做内标，计算出的晶面间距值更为准确。

加Si粉石墨化炭材料的XRD图谱

上图中，n 为尚未石墨化炭材料的非晶鼓包，形状最为宽化；c为已石墨化C（002）晶面的衍射峰；由于石墨化尚未达到完美，所以峰形较为宽 化；Si为内标相 Si（111）晶面的衍射峰‚峰形最为尖锐，标准Si(111)晶面衍射峰的位置为28.443°(2θ)；

3. 为提高测试精度，宜选（004）晶面的衍射线，但对石墨化度较低的试样应测量(002)晶面衍射线 。

4. 衍射线经 K，双线分离后确定峰位 ，宜选用半高宽之中心。因为与重心和峰顶位相比，它受峰形和背底的影响较小。