针状焦取向性好,导电、导热性能好,是制造炼钢用超高功率电极的主要原料。2016年开始,中国负极材料产能增加,用于生产人造石墨的针状焦用量大幅增加。在新能源汽车等行业的兴起,以及“碳达峰、碳中和”的推动下,针状焦需求不断扩大。
针状焦概述
针状焦是炭素材料中大力发展的一个优质品种,其外观为银灰色、有金属光泽的多孔固体,其结构具有明显流动纹理,孔大而少且略呈椭圆形,颗粒有较大的长宽比,有如纤维状或针状的纹理走向,摸之有润滑感,是生产超高功率电极、特种炭素材料、炭纤维及其复合材料等高端炭素制品的原料。
针状焦是制造高功率和超高功率电极的优质材料,用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许的电流密度大等优点。生产的针状焦根据使用的原料可分为石油系和煤系两类。石油系以美国为代表,煤系则以日本为代表。
根据生产原料的不同,针状焦可分为油系针状焦和煤系针状焦。以催化油浆(沥青、燃料油)为原料生产的针状焦为油系针状焦,以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系针状焦。
根据生产工艺的不同,针状焦又可分为煅前焦(生焦)和煅后焦(熟焦)两种,煅前焦经过煅烧工序后成为煅后焦。煅前焦主要用于生产电池负极材料,煅后焦主要用于生产高功率和超高功率电弧炉炼钢石墨电极
针状焦行业上游为石油化工、煤化工行业。针状焦行业下游主要为负极材料、石墨电极和特种碳素制品三个应用领域:负极材料主要用于制造电池,如新能源汽车动力电池、消费电池以及储能电池等;石墨电极主要应用于电弧炉炼钢;特种碳素制品属于新型行业,主要应用方向包括核石墨球、石墨双极板等。
针状焦行业发展现状
针状焦在国内外都属于稀缺产品,除了应用在电极方面,还可以在锂离子电池、电化学电容器、核石墨等方面得到应用。国际市场上,针状焦的价格一直在攀高,国内由于生产企业少,产品供不应求。美国、日本、德国等发达国家因为炭素制品的高耗能、高污染等,严格限制其发展,导致针状焦的产量呈逐年下降趋势。这给国内煤系针状焦生产及相关技术研发攻关都带来了新的发展机遇。
近年来,国内针状焦产能扩张迅速。2016 年,全球针状焦产能为 107 万吨/年,其中中国针状焦产能为 35 万吨/年,占全球产能的 32.71%,中国针状焦生产企业仅 5 家。2018 年开始,国内针状焦投资建设加速,至 2021 年,全球针状焦产能增长至 336 万吨/年,其中中国针状焦产能 229 万吨/年,占全球产能的 68.15%,中国针状焦生产企业增加至 22 家。2021 年,国内针状焦企业总产能较 2016 年增长554.29%,而国外针状焦产能较为稳定。