石墨电极主要用于电弧炉炼钢，是高温导电材料的关键组成部分。此外它们也广泛应用于铝工业、电解槽和化工设备中，作为导电和耐高温材料。随着新能源和环保要求的提高，人造石墨电极在高能效冶炼和绿色钢铁生产中发挥着越来越重要的作用。

【石墨】统治负极30年？

层间插层的艺术：

石墨如何统治负极 30 年？

当你给手机插上充电器，或是给电动车续航时，可能不会想到 —— 让电流稳定 “流动” 的核心，藏在电池里一层薄薄的石墨里。从 1991 年索尼推出第1款商用锂电池到如今，石墨已经稳稳占据负极材料的 “宝座” 30 年。它凭什么能统治这么久？答案就藏在 “层间插层” 这门精妙的 “艺术” 里。

一、Li⁺的 “公寓楼”：

石墨负极的核心原理

石墨的原子结构，像一叠整整齐齐的 “千层饼—— 碳原子组成的六边形平面，层层堆叠形成稳定的层状结构。而锂电池充电时，Li⁺（锂离子）就像寻找住处的 “住户”，会顺着电解液钻进石墨的层与层之间，这个过程叫 “嵌入”；放电时，Li⁺又从层间 “搬出来”，顺着外电路形成电流，为设备供电。

这看似简单的 “搬进搬出”，藏着石墨的关键优势：每克石墨zui多能容纳 372mAh 的电量（这是石墨的理论容量），既不会因 Li⁺嵌入而撑破层状结构，也不会在充放电中轻易 “掉粉”。对比其他负极材料，石墨的稳定性堪称 “六边形战士”，这也是它能长期占据市场的核心原因。

二、从 “石头” 到 “负极”：

石墨的两种 “修炼之路”

我们用的石墨负极，主要分 “天然石墨” 和 “人造石墨” 两类，它们的 “成长路径” 大不相同，但都要经历 “高温考验”。

01）GRAPHITE

天然石墨：从矿石里 “提纯” 的优等生

天然石墨来自石墨矿，就像从自然界开采的 “原石”，但直接用可不行 —— 里面混着杂质，会影响 Li⁺的嵌入。所以第1步要 “高温提纯”：在 3000℃的高温炉里烘烤（这个温度比火山岩浆还高 500℃），把杂质彻底烧尽，得到纯度 99.99% 以上的石墨。

但天然石墨表面太 “光滑”，Li⁺嵌入时容易 “打滑”，还会和电解液反应产生副产物。于是工程师给它做 “表面氧化包覆”—— 就像给石墨裹上一层 “保护衣”，既让 Li⁺嵌入更顺畅，又能减少副反应，延长电池周期。

02 ）GRAPHITE

人造石墨：用石油焦 “造” 出来的定制款

如果说天然石墨是 “天生丽质”，人造石墨就是 “后天精雕细琢”。它的原料是石油焦（石油加工的副产品）和沥青，先把两者混合成型，再放进 2800℃的高温炉里 “石墨化”—— 让无序的碳原子重新排列，形成整齐的层状结构，而后变成人造石墨。

人造石墨的优势在于 “可定制”：通过调整石油焦的颗粒大小、沥青的比例，能精准控制石墨的层间距和孔隙率，适配不同电池（比如手机电池要小而精，电动车电池要大容量）的需求。如今市面上超过70% 的动力电池负极，用的都是人造石墨。

三、4% 的 “胶水”+96% 的石墨：

负极配方的黄金比例

好的石墨，还需要好的 “配方” 才能发挥作用。负极的核心配方特别简单：96% 的石墨颗粒，加上 4% 的粘结剂（主要是 CMC 和 SBR）。别小看这 4% 的粘结剂，它就像 “胶水” 一样，把石墨颗粒牢牢粘在铜箔上，防止充放电时石墨 “掉渣”；同时还能形成微小通道，让 Li⁺顺利穿过。

另外，电解液里会添加一种叫 FEC（氟代碳酸乙烯酯）的成分，它会在石墨表面形成一层 “保护膜”，进一步减少 Li⁺嵌入时的副反应，让电池更耐用、更安 全。这些看似不起眼的 “小细节”，正是石墨负极稳定工作的关键。

四、35% 市占率 + 0.8 元 / Wh：

石墨帝国的商业版图

如今的石墨负极市场，早已形成 “巨头领 跑” 的格局。其中，贝特瑞是毋庸置疑的 “龙头”—— 全球每 3 块锂电负极，就有 1 块来自贝特瑞，市占率高达 35%。而它的成本控制也很惊人：每 Wh（瓦时）成本仅 0.8 元，要知道，一块 50kWh 的电动车电池，仅负极成本就不到 4000 元，这为新能源车的降价提供了重要支撑。

从 30 年前初次商用，到如今支撑起万亿锂电产业，石墨用 “层间插层” 的艺术，证明了 “稳定” 才是核心竞争力。未来，虽然硅基负极等新材料不断涌现，但石墨凭借成熟的技术、低廉的成本，仍将在负极市场占据重要地位。

本文来源：电池时代

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