《鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化技術(shù)規(guī)范》編制說明

一、任務(wù)來源

按照河北省質(zhì)量信息協(xié)會《關(guān)于2023年團體標(biāo)準(zhǔn)提案申報的通

知》（冀質(zhì)信協(xié)字[2023]01號）要求，依據(jù)《河北省質(zhì)量信息協(xié)會

團體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》，確定《鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化技術(shù)規(guī)范》

立項，立項編號：T2023117。

本標(biāo)準(zhǔn)由博路天成新能源科技有限公司提出，由河北省質(zhì)量信息

協(xié)會歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位為：博路天成新能源科技有限公司。

二、目的和意義

自21世紀(jì)以來，隨著人類社會的高速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污

染問題日益嚴(yán)峻，世界各國開始致力于新型清潔能源的開發(fā)利用。太

陽能、風(fēng)能等發(fā)電方式具有不連續(xù)、不穩(wěn)定的缺點，為了實現(xiàn)新型能

源的轉(zhuǎn)換和存貯，需要大規(guī)模的儲電設(shè)備。鋰離子電池憑借其比能量

高、工作電壓高、無記憶效應(yīng)、綠色無污染等諸多優(yōu)點，在消費電子、

電動汽車和儲能等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

人造石墨負(fù)極材料市場與下游新能源純電動汽車動力鋰電池行

業(yè)的關(guān)聯(lián)性較高。為應(yīng)對大氣污染等環(huán)境問題，全球各國推動新能源

汽車發(fā)展已成為趨勢。在此背景下，各國政府

陸續(xù)公布了新能源汽車發(fā)展路線圖和禁售燃油車計劃，并將發(fā)展

新能源汽車作為實現(xiàn)節(jié)能減排和低碳排放社會的重要舉措之一。以部

分發(fā)達國家為例，挪威計劃從2025年起禁止燃油車銷售，德國計劃

2030年后禁售傳統(tǒng)燃油車，英國計劃2040年起全面禁售汽油和柴油

車。新能源汽車作為中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，受到政府的大力支持。在

政府政策支持下，中國新能源汽車行業(yè)發(fā)展迅猛，配套基礎(chǔ)設(shè)施日益

完善，新能源汽車產(chǎn)銷量增速驚人。短期而言，中國新能源汽車行業(yè)

發(fā)展以純電動汽車技術(shù)路線為主，在鋰電池被作為主流動力電池應(yīng)用

于純電動汽車的背景下，鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈在中國獲得了極為豐厚的發(fā)展

紅利，鋰電池負(fù)極材料的需求也因此保持快速增長。

2

鋰離子電池負(fù)極材料作為電池組成的關(guān)鍵部分，對鋰離子電池的

性能影響很大。理想的鋰離子電池負(fù)極材料應(yīng)該滿足以下要求：

(1)嵌鋰電位應(yīng)該盡量低，最好能夠和鋰電位接近，并且負(fù)極材

料的電勢不隨著嵌鋰量的變化有太大改變，使電池具備高電壓。

(2)應(yīng)具有相對較高比容量和良好的形貌，與分散劑、電解液的

兼容性好，同時具有良好的加工性能。

(3)應(yīng)具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，熱力學(xué)和動力學(xué)性能穩(wěn)定，在鋰離子脫

嵌過程中不會造成結(jié)構(gòu)的巨大變化，從而具有良好的動力學(xué)性能和循

環(huán)性能。

(4)應(yīng)具有良好的離子和電子電導(dǎo)率，充放電過程極化小，能夠

進行大電流充放電，從而具有良好的動力學(xué)性能。

(5)材料的化學(xué)穩(wěn)定性高，不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)。

(6)原料豐富，價格便宜，容易制備，不污染環(huán)境。

鋰離子電池負(fù)極材料的主要類型有如下幾種：非碳負(fù)極材料（合

金負(fù)極材料、氧化錫負(fù)極材料、金屬氧化物負(fù)極材料等）；碳負(fù)極材

料（石墨類碳材料、軟碳類碳材料、硬碳類碳材料）。目前，得到商

業(yè)化使用的鋰離子電池負(fù)極材料主要是碳材料負(fù)極，尤其是石墨類碳

材料。石墨負(fù)極材料具備372mAhg-1的理論比容量，且擁有電壓

平臺低、循環(huán)穩(wěn)、定性好、價格低廉、來源廣泛、無毒無害等諸多優(yōu)

點。

石墨化是人造石墨制備中的核心工序，構(gòu)建產(chǎn)品性能品質(zhì)保證。

石墨具備良好的電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率，其平面六角的層狀結(jié)構(gòu)和

較低的充放電電壓十分適合Li+的脫嵌運動，是目前較為理想的負(fù)

極材料。石墨化是將熱力學(xué)不穩(wěn)定的炭原子實現(xiàn)由亂層結(jié)構(gòu)向石墨晶

體結(jié)構(gòu)的有序轉(zhuǎn)化的過程。人造石墨以石油焦或針狀焦為主要原料，

在高溫電爐內(nèi)保護性介質(zhì)中加熱到2800℃以上，改變焦類材料的空

間結(jié)構(gòu)，使之具備良好的體積密度、導(dǎo)電率、導(dǎo)熱率、抗腐蝕性能及

機械加工性能。因此，石墨化在一定程度上決定了人造石墨產(chǎn)品的品

質(zhì)和質(zhì)量的穩(wěn)定性。

石墨化過程是充分利用電阻熱把炭質(zhì)材料加熱到2800℃～

3000℃，使無定形亂層結(jié)構(gòu)的炭轉(zhuǎn)化成有序的石墨晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的過程。

3

石墨晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化、原子重排的能量來源于高溫?zé)崽幚恚S著熱處

理溫度的提高，石墨層間距逐漸變小，一般在0.343nm～0.346nm之

間，一般溫度到2500℃時變化顯著，到3000℃時變化逐漸緩慢，直

至完成整個石墨化過程。

艾奇遜爐坩堝法是目前石墨化主流生產(chǎn)工藝。按照加熱方法不同，

石墨化主要有間歇式和連續(xù)式兩種生產(chǎn)工藝。間歇式石墨化過程中物

料需要經(jīng)歷裝爐、升溫、石墨化、降溫斷電出爐等工序。以目前主流

的艾奇遜爐為例，石墨化過程主要包括將負(fù)極材料均勻放入石墨坩堝

內(nèi)，再通過天車吊起平放入石墨化爐中，將電阻料放入爐芯處石墨坩

堝外圍，再包覆保溫料，將爐體填滿，即完成裝爐。將爐體裝滿后，

即進入電加熱過程，通過石墨化爐兩側(cè)的電極進行通電加熱，在爐內(nèi)

達到一定溫度后加蓋爐頂并設(shè)置集氣罩，爐內(nèi)溫度將繼續(xù)升至

2800℃～3000℃，最終將坩堝內(nèi)含碳物質(zhì)在高溫?zé)崽幚硐?，實現(xiàn)減少

無定型碳微晶結(jié)構(gòu)邊緣雜質(zhì)，使其具備石墨晶體結(jié)構(gòu)特征。通電加熱

結(jié)束后，將爐頂打開，靜置冷卻至材料恢復(fù)常溫，即結(jié)束該生產(chǎn)過程。

通常情況下，石墨化工序或提純工序一個周期將達到15～22天。

目前，關(guān)于鋰離子電池石墨類負(fù)極材料的標(biāo)準(zhǔn)，有國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T

24533-2019《鋰離子電池石墨類負(fù)極材料》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋰離子電

池石墨類負(fù)極材料的術(shù)語和定義、分類及代號、技術(shù)要求、試驗方法

及檢驗規(guī)則等，適用于鋰離子電池作為負(fù)極使用的石墨類負(fù)極材料；

關(guān)于鋰離子電池石墨類負(fù)極材料石墨化生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范，國內(nèi)尚無相關(guān)

標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化的生產(chǎn)流程、原料檢

驗、過程檢驗、成品檢驗、包裝、運輸、貯存，適用于鋰電池石墨負(fù)

極材料石墨化生產(chǎn)過程。本標(biāo)準(zhǔn)的制定規(guī)范了鋰電池石墨負(fù)極材料石

墨化生產(chǎn)，促進了鋰離子電池石墨類負(fù)極材料的生產(chǎn)，滿足了能源市

場對鋰離子電池的需求，有利于新能源工業(yè)的發(fā)展。

三、主要工作過程：

1)2023年5月：成立標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，明確相關(guān)單位和負(fù)責(zé)人員的

職責(zé)和任務(wù)分工；

2)2023年6月：標(biāo)準(zhǔn)起草工作組積極開展調(diào)查研究，檢索國家及其

4

他省市相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及法律法規(guī)，調(diào)研鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化技

術(shù)現(xiàn)狀和市場需求情況，并進行分析總結(jié)，為標(biāo)準(zhǔn)草案的編制打

下了基礎(chǔ)；

3)2023年7月：分析研究調(diào)研材料，與現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T

24533-2019《鋰離子電池石墨類負(fù)極材料》相比，本標(biāo)準(zhǔn)工藝流

程所生產(chǎn)產(chǎn)品各項技術(shù)指標(biāo)均符合要求。

標(biāo)準(zhǔn)起草工作組通過研討會、電話會議等多種方式，對標(biāo)準(zhǔn)

的主要內(nèi)容進行了討論，并完成團體標(biāo)準(zhǔn)立項文件。

2023年7月中旬，《鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化技術(shù)規(guī)范》

團體標(biāo)準(zhǔn)正式立項。

4)2023年8月底：標(biāo)準(zhǔn)起草工作組通過討論，確定本標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)

容包括鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化技術(shù)規(guī)范的原輔料檢驗、裝粉、

裝爐、送電、冷卻降溫、出爐、出粉、篩料、包裝、成品檢驗等，

初步形成標(biāo)準(zhǔn)草案和編制說明。經(jīng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)專家審核后，進行修

改完善，最終形成征求意見稿，線上線下征求意見；

四、編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)的編制遵循“前瞻性、實用性、統(tǒng)一性、規(guī)范性”的

原則，注重標(biāo)準(zhǔn)的可操作性，嚴(yán)格按照GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)

則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》最新版本的要求進

行編寫。

本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和強制性標(biāo)準(zhǔn)沒有沖突。

五、主要內(nèi)容及依據(jù)

本文件規(guī)定了鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化技術(shù)規(guī)范的原輔料檢

驗、裝粉、裝爐、送電、冷卻降溫、出爐、出粉、篩料、包裝、成品

檢驗等。

1.范圍

本文件適用于鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化生產(chǎn)過程。

5

2.規(guī)范性引用文件

本文件參考引用的標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T3521石墨化學(xué)分析方法

GB/T3780.10炭黑第10部分：灰分的測定

GB/T19587氣體吸附BET法測定固態(tài)物質(zhì)比表面積

GB/T24533鋰離子電池石墨類負(fù)極材料

GB/T31057.1顆粒材料物理性能測試第1部分：松裝密度的測

量

YS/T587.4陽極用后石油焦檢測方法第4部分硫含量的測定

YS/T587.6炭陽極用后石油焦檢測方法第6部分粉末電阻率

的測定

3.術(shù)語和定義

GB/T24533界定的術(shù)語和定義適用于本文件。

4.石墨化工藝流程

該條文規(guī)定了鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化工藝流程宜包括的工

序為原輔料檢驗、裝粉、裝爐、送電、冷卻降溫、出爐、出粉、篩料、

包裝、成品檢驗等。

5.原輔料檢驗

該條文鋰電池石墨負(fù)極材料的原輔料進行了詳細(xì)說明，待石墨化

負(fù)極材料由客戶提供，只進行檢驗，不做技術(shù)要求，根據(jù)待石墨化負(fù)

極材料的技術(shù)指標(biāo)和客戶對成品的技術(shù)指標(biāo)要求，確定石墨化工藝參

數(shù)。

該條文還規(guī)定了輔料技術(shù)要求及檢驗方法。

6.裝粉

6

該條文對鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化工藝流程的裝粉工藝進行

了詳細(xì)說明。

7.裝爐

該條文對鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化工藝流程的裝爐工藝進行

了詳細(xì)說明。

8.送電

該條文對鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化工藝流程的送電工藝進行

了詳細(xì)說明，并對送電過程中突發(fā)停電情況，進行了停電補電規(guī)定，

確保了石墨化工藝的正常進行。

9.冷卻降溫

該條文對鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化工藝流程的冷卻降溫工藝

進行了詳細(xì)說明。

10.出爐

該條文對鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化工藝流程的出爐工藝進行

了詳細(xì)說明。

11.出粉

該條文對鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化工藝流程的出粉工藝進行

了詳細(xì)說明。

12.篩料

該條文對鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化工藝流程的篩分工藝進行

了詳細(xì)說明。

13.包裝

7

該條文對鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化工藝流程的包裝工藝進行

了詳細(xì)說明。

14.成品檢驗

該條文對鋰電池石墨負(fù)極材料成品的技術(shù)要求、檢驗項目和檢驗

方法進行了詳細(xì)說明。

六、與現(xiàn)行法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

本標(biāo)準(zhǔn)符合《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》等法律法規(guī)文件的規(guī)定，

并在制定過程中參考了相關(guān)領(lǐng)域的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在對等內(nèi)容

的規(guī)范方面，與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)保持兼容和一致，便于參考實施。

七、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無。

八、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

組織措施：在河北省質(zhì)量信息協(xié)會組織協(xié)調(diào)下，以標(biāo)準(zhǔn)起草組成

員為主，成立標(biāo)準(zhǔn)宣貫小組。

技術(shù)措施：組織撰寫標(biāo)準(zhǔn)宣貫材料，組織開展標(biāo)準(zhǔn)宣貫培訓(xùn)工作。

九、其它應(yīng)予說明的事項

無。

《鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)起草工作組

2023年8月29日

8

河北省質(zhì)量信息協(xié)會團體標(biāo)準(zhǔn)

《鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化技術(shù)規(guī)范》

編制說明

（征求意見稿）

標(biāo)準(zhǔn)起草工作組

2023年8月

一、任務(wù)來源

按照河北省質(zhì)量信息協(xié)會《關(guān)于2023年團體標(biāo)準(zhǔn)提案申報的通

知》（冀質(zhì)信協(xié)字[2023]01號）要求，依據(jù)《河北省質(zhì)量信息協(xié)會

團體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》，確定《鋰電池石墨負(fù)極材料石墨化技術(shù)規(guī)范》

立項，立項編號：T2023117。

本標(biāo)準(zhǔn)由博路天成新能源科技有限公司提出，由河北省質(zhì)量信息

協(xié)會歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位為：博路天成新能源科技有限公司。

二、目的和意義

自21世紀(jì)以來，隨著人類社會的高速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污

染問題日益嚴(yán)峻，世界各國開始致力于新型清潔能源的開發(fā)利用。太

陽能、風(fēng)能等發(fā)電方式具有不連續(xù)、不穩(wěn)定的缺點，為了實現(xiàn)新型能

源的轉(zhuǎn)換和存貯，需要大規(guī)模的儲電設(shè)備。鋰離子電池憑借其比能量

高、工作電壓高、無記憶效應(yīng)、綠色無污染等諸多優(yōu)點，在消費電子、

電動汽車和儲能等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

人造石墨負(fù)極材料市場與下游新能源純電動汽車動力鋰電池行

業(yè)的關(guān)聯(lián)性較高。為應(yīng)對大氣污染等環(huán)境問題，全球各國推動新能源

汽車發(fā)展已成為趨勢。在此背景下，各國政府

陸續(xù)公布了新能源汽車發(fā)展路線圖和禁售燃油車計劃，并將發(fā)展

新能源汽車作為實現(xiàn)節(jié)能減排和低碳排放社會的重要舉措之一。以部

分發(fā)達國家為例，挪威計劃從2025年起禁止燃油車銷售，德國計劃

2030年后禁售傳統(tǒng)燃油車，英國計劃2040年起全面禁售汽油和柴油

車。新能源汽車作為中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，受到政府的大力支持。在

政府政策支持下，中國新能源汽車行業(yè)發(fā)展迅猛，配套基礎(chǔ)設(shè)施日益

完善，新能源汽車產(chǎn)銷量增速驚人。短期而言，中國新能源汽車行業(yè)

發(fā)展以純電動汽車技術(shù)路線為主，在鋰電池被作為主流動力電池應(yīng)用

于純電動汽車的背景下，鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈在中國獲得了極為豐厚的發(fā)展

紅利，鋰電池負(fù)極材料的需求也因此保持快速增長。

2

鋰離子電池負(fù)極材料作為電池組成的關(guān)鍵部分，對鋰離子電池的

性能影響很大。理想的鋰離子電池負(fù)極材料應(yīng)該滿足以下要求：

(1)嵌鋰電位應(yīng)該盡量低，最好能夠和鋰電位接近，并且負(fù)極材

料的電勢不隨著嵌鋰量的變化有太大改變，使電池具備高電壓。

(2)應(yīng)具有相對較高比容量和良好的形貌，與分散劑、電解液的

兼容性好，同時具有良好的加工性能。

(3)應(yīng)具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，熱力學(xué)和動力學(xué)性能穩(wěn)定，在鋰離子脫

嵌過程中不會造成結(jié)構(gòu)的巨大變化，從而具有良好的動力學(xué)性能和循

環(huán)性能。

(4)應(yīng)具有良好的離子和電子電導(dǎo)率，充放電過程極化小，能夠

進行大電流充放電，從而具有良好的動力學(xué)性能。

(5)材料的化學(xué)穩(wěn)定性高，不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)。

(6)原料豐富，價格便宜，容易制備，不污染環(huán)境。

鋰離子電池負(fù)極材料的主要類型有如下幾種：非碳負(fù)極材料（合

金負(fù)極材料、氧化錫負(fù)極材料、金屬氧化物負(fù)極材料等）；碳負(fù)極材

料（石墨類碳材料、軟碳類碳材料、硬碳類碳材料）。目前，得到商

業(yè)化使用的鋰離子電池負(fù)極材料主要是碳材料負(fù)極，尤其是石墨類碳

材料。石墨負(fù)極材料具備372mAhg-1的理論比容量，且擁有電壓

平臺低、循環(huán)穩(wěn)、定性好、價格低廉、來源廣泛、無毒無害等諸多優(yōu)

點。

石墨化是人造石墨制備中的核心工序，構(gòu)建產(chǎn)品性能品質(zhì)保證。

石墨具備良好的電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率，其平面六角的層狀結(jié)構(gòu)和

較低的充放電電壓十分適合Li+的脫嵌運動，是目前較為理想的負(fù)

極材料。石墨化是將熱力學(xué)不穩(wěn)定的炭原子實現(xiàn)由亂層結(jié)構(gòu)向石墨晶

體結(jié)構(gòu)的有序轉(zhuǎn)化的過程。人造石墨以石油焦或針狀焦為主要原料，

在高溫電爐內(nèi)保護性介質(zhì)中加熱到2800℃以上，改變焦類材料的空

間結(jié)構(gòu)，使之具備良好的體積密度、導(dǎo)電率、導(dǎo)熱率、抗腐蝕性能及

機械加工性能。因此，石墨化在一定程度上決定了人造石墨產(chǎn)品的品

質(zhì)和質(zhì)量的穩(wěn)定性。

石墨化過程是充分利用電阻熱把炭質(zhì)材料加熱到2800℃～

3000℃，使無定形亂層結(jié)構(gòu)的炭轉(zhuǎn)化成有序的石墨晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的過程。

3

石墨晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化、原子重排的能量來源于高溫?zé)崽幚?，隨著熱處

理溫度的提高，石墨層間距逐漸變小，一般在0.343nm～0.346nm之

間，一般溫度到2500℃時變化顯著，到3000℃時變化逐漸緩慢，直

至完成整個石墨化過程。

艾奇遜爐坩堝法是目前石墨化主流生產(chǎn)工藝。按照加熱方法不同，

石墨化主要有間歇式和連續(xù)式兩種生產(chǎn)工藝。間歇式石墨化過