近日，清华大学环境学院张少君副教授课题组在动力电池关键材料碳足迹研究领域取得一系列重要进展。该课题组携手宁德时代新能源科技股份有限公司以及沙特阿拉伯国家石油公司（沙特阿美）的研究人员，针对我国锂电池关键材料——电池级锂盐（涵盖碳酸锂和氢氧化锂）以及人造石墨，开展了全面且深入的研究。
碳酸锂和氢氧化锂作为制备锂电池（包括三元锂电池和磷酸铁锂电池）正极材料的关键原料，其碳足迹研究意义重大。以往国际碳足迹数据库和相关文献所披露的碳酸锂/氢氧化锂生命周期清单（LCI）数据，多聚焦于传统锂辉石路线和南美地区的盐湖提锂路线，且企业样本量有限，对我国特有的锂云母路线以及新型盐湖提锂技术（如纳滤膜法）关注不足。
研究团队收集了我国26家工厂的数据，覆盖了2023年我国80%的碳酸锂和28%的氢氧化锂理论产能。基于自建和整理的碳足迹背景数据，系统分析了盐湖、锂辉石、锂云母三类生产路线下电池级锂的碳足迹特征。研究发现，由于企业间原矿品位、提锂技术水平和能源结构效率存在差异，不同生产路线和企业间的电池级锂碳足迹分布范围极大，为6.3 t CO2e/t Li2CO3~36.8 t CO2e/t Li2CO3。
石墨是锂电池重要的负极材料，人造石墨因微观结构更均匀可控，在循环寿命、体积膨胀率和倍率性能等方面优于天然石墨，在我国负极材料出货量中占比超80%。研究团队调研了我国12家投产运营和22家规划建设中的人造石墨工厂，以及产业链上的相关工厂，构建了基于实际生产数据、涵盖全产业链多种原料的碳足迹数据库。研究表明，我国人造石墨平均碳足迹为9.0 t CO2e/t，主要源于高耗电的石墨化工序及高碳原料的使用。
相关研究成果已在线发表于《ACS可持续化学与工程》期刊，为应对电池碳足迹准入要求及推动锂电材料产业链绿色低碳转型提供了科学依据。
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