石墨负极的应用在锂离子电池的进步经历中是一个里程碑式的节点。石墨具备比容量较高、充放电平台低、循环稳定、本钱低等优点，成为了最主流的负极材料（锂离子电池负极材料技术与设施研讨会）。
石墨负极的应用在锂离子电池的进步经历中是一个里程碑式的节点。石墨具备比容量较高、充放电平台低、循环稳定、本钱低等优点，成为了最主流的负极材料（锂离子电池负极材料技术与设施研讨会）。
1976年，英国科学家斯坦利·威廷汉等使用硫化钛作为正极，锂作为负极，制成了世界上第一块可充电锂电池，但受制于金属锂负极的安全性差、高本钱等问题，应用范围有限。1979年，科学家Peled初次提出固态电解质膜的定义，它是由碱金属和电解质反应生成的不溶性产物组成。1990年，加拿大达尔豪斯大学杰夫·达恩等研究发现碳酸乙烯酯电解质分解时可以在石墨表面形成稳定的固态电解质界面，达成了锂离子在石墨中可逆的嵌入/脱嵌。1991年，日本科学家吉野彰使用石墨类材料作为负极、钴酸锂作为正极，构建了现代锂离子电池雏形，开启了锂离子电池商业化的道路。锂离子电池进步到今天，衍生出磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等多种正极材料体系，但石墨类负极材料体系一直沿用到今天。
在锂离子电池进步初期，索尼等锂电池企业使用石油焦作为负极材料。因为未经石墨化处置，无序程度较高、比容量有限，逐步被中间相炭微球取代。伴随手机和手提电脑等电子商品产业迅速进步，对能量密度的需要日益提高，中间相碳微球本钱高、比容量低等缺点日益凸显，低本钱、高容量的人造石墨负极和天然石墨负极应运而生。2013年开始，动力电池需要迅猛涨长，2016年初次超越消费锂电池，人造石墨和天然石墨负极材料也进步为市场绝对主流，长期占据90%以上的市场份额。
人造石墨负极材料（锂离子电池负极材料技术与设施研讨会）是将易石墨化碳在高温下煅烧，再经粉碎、分级制得。因其低膨胀、高能耗等特质，成为了近年国内动力电池市场主流。天然石墨负极材料是鳞片石墨经球化、提纯、包覆碳化等一系列改性处置后制备的，其膨胀、循环、倍率等性能略低于人造石墨负极材料。现阶段，在国内该材料主要应用于3C及小动力电子商品，而日本、韩国等国的负极材料企业及电池制造商对天然石墨负极材料研发投入较多，动力电池市场中，天然石墨负极材料占比达到50%以上。
在“双碳”目的及“能耗双控”策略背景下，人造石墨来源于化石能源、高能耗等问题凸显，国内的负极材料市场将迎来新的进步周期。天然石墨因为不需要石墨化、产业链Supply chain安全稳定等优点，在各种应用范围的渗透率将逐步提高。在动力电池范围，因为苛刻的用法环境，对负极材料比容量、一致性、倍率、低温性能等需要非常高，人造石墨仍将继续占据主流地方。但人造/天然石墨复合材料，因为本钱和性能的好平衡，市场占有率将逐步提高。在消费电池范围，因为不需配组、循环需要相对较低，天然石墨仍将继续占据主流。伴随可穿着打扮设施等新一代消费电子商品的迅猛进步，对于安全性、体积能量密度的需要日益提升，高档商品占比也将随之逐步提升。在储能电池范围，对本钱需要较高，且针对特定的应用场景，对安全性、循环性、一致性等某一个或多个特定方面提出了更高需要。预计天然石墨复合材料将成为最好选择。
天然负极材料产业系统性变革以适应新生命周期的过程，本质是“再技术化过程”。怎么样针对性地开发比容量、倍率、寿命、本钱等优势突出，其他性能并不弱化的天然石墨负极材料（锂离子电池负极材料技术与设施研讨会），成为需要攻克的“卡脖子”重要技术问题。
中国五矿集团立足国家策略新兴产业安全，加大新技术矿产全产业链布局，坚持科技革新。2020年、2021年，五矿勘查联合国内石墨范围科研力量，连续承担国家重点研发计划，依托全球单体最大、比较适合制造负极材料的晶质石墨资源，通过产业链上下游协同攻关、统筹规划、协同优化，攻克石墨采选、球化、提纯及深加工重要技术，推进天然石墨材料的性能极限化，致力于摆脱新能源电池对化石能源的依靠，充分借助五矿石墨优势资源，支撑国内能源结构升级转型，用“以碳减碳”路径设计达成国内低碳可持续进步新模式。（作者系中国五矿集团石墨产业公司董事长）
