在全球碳中和的背景下，石墨負(fù)極材料作為鋰離子電池的核心組成部分，其碳足跡正逐漸成為國際監(jiān)管和產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。本文將從碳足跡的視角，深入探討石墨與人造石墨的性能與應(yīng)用，并提出低碳轉(zhuǎn)型路徑，以助力電池產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

一、石墨負(fù)極材料的碳足跡構(gòu)成

石墨負(fù)極材料主要包括天然石墨和人造石墨兩類，它們在原料來源、合成路徑、能耗水平和碳足跡表現(xiàn)方面存在顯著差異。

（一）天然石墨

天然石墨的生產(chǎn)工藝相對簡單，主要包括礦石浮選、熱純化、化學(xué)提取和氣流粉碎等步驟。其碳足跡主要集中在提純和熱處理環(huán)節(jié)，整體碳排放相對較低，約為2.5-6.0kg CO?-eq/kg。由于其原料為天然礦石，且加工過程能耗較低，天然石墨在中低端動(dòng)力電池、消費(fèi)類電池和部分儲(chǔ)能領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

（二）人造石墨

人造石墨的生產(chǎn)工藝更為復(fù)雜，主要原料為石油焦或針狀焦，其工藝路徑包括混合與成型、焙燒、石墨化等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中，石墨化工序溫度高達(dá)2800-3000°C，是整個(gè)生產(chǎn)過程中能耗最高、碳足跡最集中的環(huán)節(jié)，占總碳足跡的60%-75%。人造石墨的單位碳足跡約為5.0-12.0kg CO?-eq/kg，顯著高于天然石墨。由于其具有更高的性能和穩(wěn)定性，人造石墨在高端動(dòng)力電池、儲(chǔ)能系統(tǒng)和快充系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。

二、石墨負(fù)極材料的碳足跡影響因素

（一）原料來源：天然石墨的原料為石墨礦石，其開采和加工過程的碳排放相對較低。而人造石墨的原料為石油焦或針狀焦，其生產(chǎn)過程需要經(jīng)過高溫處理，導(dǎo)致碳排放較高。

（二）能耗水平：天然石墨的生產(chǎn)工藝以低碳加工為主，能耗較低。人造石墨的生產(chǎn)則依賴于高溫石墨化爐，單位電耗極高，導(dǎo)致其碳排強(qiáng)度遠(yuǎn)高于天然石墨。

（三）工藝路徑：天然石墨的工藝路徑主要包括浮選、熱純化和化學(xué)提取等步驟，碳排放較為分散。人造石墨的工藝路徑則更為復(fù)雜，尤其是石墨化工序，是碳排放最為集中的環(huán)節(jié)。

三、石墨負(fù)極材料的低碳轉(zhuǎn)型路徑

（一）優(yōu)化生產(chǎn)工藝：對于天然石墨，可以通過改進(jìn)浮選和熱純化工藝，降低能耗和碳排放。對于人造石墨，可以采用低碳化石墨化技術(shù)，如縱向石墨化工藝（LWG），降低單位碳排放。

（二）能源結(jié)構(gòu)調(diào)整：通過使用清潔能源（如太陽能、風(fēng)能）替代傳統(tǒng)化石能源，可以顯著降低石墨生產(chǎn)過程中的碳排放。

（三）提高能源利用效率：通過優(yōu)化生產(chǎn)流程和設(shè)備，提高能源利用效率，減少能源浪費(fèi)，從而降低碳排放。

四、石墨負(fù)極材料的應(yīng)用領(lǐng)域

（一）天然石墨：天然石墨主要應(yīng)用于中低端動(dòng)力電池、消費(fèi)類電池和部分儲(chǔ)能領(lǐng)域。其成本較低，適合對性能要求不高的應(yīng)用。

（二）人造石墨：人造石墨主要應(yīng)用于高端動(dòng)力電池、儲(chǔ)能系統(tǒng)和快充系統(tǒng)。其性能優(yōu)異，能夠滿足高性能、高穩(wěn)定性的需求。

五、總結(jié)

石墨負(fù)極材料的碳足跡是電池產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。天然石墨和人造石墨在碳足跡構(gòu)成上存在顯著差異，選擇哪種材料取決于具體的應(yīng)用需求和碳排放目標(biāo)。

未來，隨著低碳技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，石墨負(fù)極材料的碳足跡有望進(jìn)一步降低，為實(shí)現(xiàn)全球碳中和目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。

參考資料：[1]張磊,符丁蜜,陳壽,伍瑩,馮錦祥,朱高穩(wěn) & 王瑩瑩.石墨負(fù)極材料生產(chǎn)制造中的碳足跡構(gòu)成.電池工業(yè),1-11.