Bilindiği gibi grafit; karbonun doğal formudur. Doğal ve sentetik olarak iki ana sınıfı ayrılır ve doğal grafitin de pul, amorf ve damar tipi (vein) grafit olarak üç türü bulunur. Doğal grafitlerden pul ve damar tipi grafitler, grafitleşme derecesi ve elektrik özellikleri yüksek olan, iyi kristal yapıya sahip grafitlerdir.
Grafitleşme derecesinin ve iyi kristal yapısının lityum pillere kattığı en önemli özellik yüksek ısı ve elektrik iletkenliğidir. Grafitleşme durumları X ışınları, reflektans ölçen fotomultiplierli mikroskoplar ile ölçülen Rmax değerleri ve H/C oranlarının tespitiyle saptanabilmektedir. Rmax değeri yüksek H/C oranı düşük olan karbonlar grafitleşme derecesi ve dolayısı ile kristal yapısı iyi grafit cevherleri olarak kabul edilebilirler. Aşağıda teknik anlamda grafit sınıflamasına ait değerler verilmiştir.
Lityum bataryalarda ise dört ana unsur vardır, bunlar negatif elektrot olarak da bilinen anot, pozitif elektrot-katot, anot ve katot arasında bulunan ve iyonların geçişini sağlayan sıvı bir elektrolit ve son olarak da anot ve katotun birbirine temas ederek kısa devre olmasını engelleyen fakat iyon geçişine izin veren bir seperatör. Grafit lityum pillerde ağırlıklı olarak anot olarak, bunun dışında farklı bölümlerde iletkenliği artırmak için iletken katkı maddesi olarak, son dönemde yapılan bazı çalışmalarda katotta da kullanılmaktadır. Günümüzde yeni gelişmelerle beraber anotta; sentetik grafit, doğal grafit ve %5’e kadar silikonun karıştırılması ile oluşan birleşim kullanılmaktadır. Burada kullanılacak grafitten beklenen iyi grafitleşme derecesinde ve iletkenliğinin yüksek olmasıdır. Dolayısı ile grafitin anot olarak lityum pillerde kullanılmasında % Rmax değeri başta olmak üzere grafitleşme derecesini gösteren teknik verilere bakılması gereklidir.
Doğal grafitin cevher olarak üretilmesinden sonra en az 4 farklı işleme daha tabi tutularak anot grafit elde edilir. Bu prosesler cevherin genelde flotasyon kullanılarak grafitçe zengin bir konsantre haline dönüştürülmesi, bu konsantrenin de jet-mill gibi değirmenler kullanılarak hem boyutunun küçültülmesi ve hem de mümkün olduğunca yuvarlak bir şekil verilmesi işlemi, bu mikronize haline gelmiş yuvarlak şekilli grafitlerin çeşitli kimyasal ya da ısıl işlemlerle yüksek saflığa ulaştırılması ve son aşamada da karbon kaplama işleminden oluşmaktadır. Cevherden bataryaya grafit prosesleri aşağıdaki şekilde özetlenebilir;
Yazının devamı Madencilik Türkiye Dergisi 95. sayı 86. sayfadadır.
Yazının devamını buradan okuyabilirsiniz.
