车用锂离子电池的碳足迹计算和减碳潜力分析从“摇篮到摇篮”的评估方法锂离子电池是电动汽车的核心部件之一，其生态指标对电动汽车的可持续发展意义重大。在这项研究中，使用从“摇篮到摇篮”的生命周期评估方法调查了中国生产的锂离子电池的碳足迹。结果总结如下：()电池生产的碳排放为91.21kgCO2-©q/kWh,其中正极生产和电池组装过程是碳排放的主要来源；(2)2020年以火电为主的中国电力结构下，电池使用阶段的碳排放量为154.1kgCO2-Cq/kWh;(3)湿法冶金是碳排放量较小的电池回收方法，直接物理回收方法具有诱人的减碳潜力；(4)回收材料再制造电池的碳排放量比原材料生产电池低51.8%。在未来电力结构下，2050年和2060年电池生产的碳排放量将比2020年分别减少75%和84.9%。短期有效的减碳措施是电池回收，长期的减碳措施是电力的绿色化。1.研究背景锂离子电池产量与应用的急速增长，不仅带来资源短缺的问题，同时电池生产、使用和回收过程还消耗了大量能源，直接和间接排放的大量温室气体导致环境问题。由于我国是全球最大的锂电池生产与使用国，能源结构与发达国家相比需要低碳化转型。因此，准确地计算我们生产的锂离子电池全寿命周期的碳排放，充分挖掘各个阶段的碳减排潜力对锂离子电池的可持续性发展至关重要，也是有益于我们的碳中和目标。生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)是评估产品、过程或活动生命周期环境负担的方法，目前已有大量的研究使用该方法评估各种动力电池技术相关的环境污染和温室气体排放情况，主要集中在以下几个方面：(1)锂离子电池与其他电池的碳排放和环境指标的对比：(2)不同锂离子电池材料体系的碳排放与环境指标对比；(3)锂离子电池不同阶段的碳排放与环境影响。一般来说，电池LCA的研究范围是从摇篮到坟墓，然而许多研究侧重于从摇篮到大门的评估，其中不包括使用和回收阶段。近年来，随着锂离子电池退役数量的持续增加，电池回收阶段的环境影响研究也随之增多，如针对电池不同的回收方法进行研究，分析回收过程中的碳排放、人体毒性等环境影响。从文献上看目前大多数研究均侧重于锂电池生产或回收中的单一或两个阶段，即从“摇篮到大门”的评估或“从大门到坟墓”的开环评估，很少有研究实际集中在电池全生命周期(“从摇篮到摇篮”的闭环过程)碳排放及潜力分析和预测。本研究研究了一种从摇篮到摇篮的LCA方法来调查现实和未来情景下我国生产的锂离子电池的碳足迹，并给出了一些有价值的碳减排措施。研究对象是广泛应用于电动汽车的NCM811电池。本研究的潜在贡献总结如下：(1)构建“从摇篮到摇篮”的LCA方法来评估我国生产和使用的NCM811电池的碳排放，(2)计算锂离子电池整个生命周期中的碳足迹，包括考虑原材料的电池生产、使用、回收和再制造阶段，并建议一些有价值的碳减排措施；(3)计算并比较了三种典型电池回收方式的碳排放，然后比较了基于回收材料的电池再制造和基于原材料的电池生产的碳排放量。结果可以定量描述各种电池材料回收方法的碳排放效益；(4)计算了未来电力结构下电池生产的碳排放，并对电池生产过程中的碳中和目标进行了展望。2.基本方法根据IS014044标准的定义，LCA的基本结构主要包括四个部分，即目标和范围定义、清单分析、影响评估、解释。它是一种用于评估产品在整个生命周期内对环境的影响的技术和方法。该研究旨在量化锂离子电池全生命周期的碳足迹，评估不同阶段的碳减排潜力，并研究不同电力结构下电池生产和使用阶段的碳排放量。研究结果为整个锂离子电池产业链实现2030年碳排放达峰和2060年实现碳中和提供了有价值的参考。本研究基于Gabi构建了NCM811电池从摇篮到摇篮的碳足迹模型。功能单位定义为1 kWh NCM811电池。研究的系统边界如图1所示，是一种“从摇篮到摇篮”的碳足迹完整闭环方法。整个系统主要包括