国产针状焦技术瓶颈及突破

沥青基碳材料

本文来源：石墨邦

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摘 要: 由于国产针状焦研发及生产历史较短，在产品质量及稳定性方面与进口针状焦还有一定差异。通过对比 生产工艺、产品理化指标等方面，深入剖析并总结了国产针状焦的技术瓶颈、突破方向以及对未来发展的展望。

针状焦具有结晶度高，热膨胀系数小，取向性 好，导电、导热性能好等优点，被广泛应用于传统行 业电炉炼钢的超高功率石墨电极、特种炭素制品等 领域。近 2 年随着锂离子电池行业的快速发展，中国锂电负极材料市场明显增长，大量生产商开始采 用针状焦来制备负极材料，因其具有成本低、克容量较高、综合性能稳定等优势，受到负极材料生产商青睐，用量逐年攀升。

针状焦按原料不同可划分为油系针状焦和煤系针状焦。油系针状焦目前采用催化裂化油浆为原料，煤系针状焦采用高温煤焦油制备的软沥青为原料。油系针状焦的生产历史更悠久，主要以美国为代表，在20世纪50年代后期美国首先掌握了油系针状焦的生产技术。中国石化研究院( 石科院) 先后完成了石油系针状焦实验室试验、小型和中型试验，建立了相应的测试方法等，进行了工业生产试验，1985年7月通过石化总公司鉴定。1995年11月，锦州石化公司2万 t /a 针状焦生产装置投产， 结束了我国针状焦不能连续生产的历史。

煤系针状焦以日本为代表，在20世纪70年代后期日本煤系针状焦正式实现工业化生产。1986 年鞍山热能研究院顺利完成煤系针状焦中间试验，1989年初该试验通过鉴定。鞍山沿海化工公司采用中冶焦耐专利技术，于1994年6月产能2万t /a 的煤系针状焦建成，1998年投产，开启了我国煤系、 油系针状焦市场共存的时代。

两类针状焦虽然在原料和工艺上存在差异，但用途基本相同。同级别产品在超高功率电极、锂电负极材料的应用上也是大同小异，在锂电负极上的应用主要受商家使用偏好的影响。

1 针状焦生产工艺现状 

针状焦生产工艺介绍见表 1。从工艺介绍可以看出，无论油系还是煤系针状焦，采用的工艺过程相同。除原料预处理工艺方法存在差别，其余2个工艺过程方法基本通用，见表 2。

2 国内外针状焦实物对比分析

国内外针状焦理化指标对比见表 3。因为各家 制备大规格超高石墨电极的压型配方不同，因此对粒度具体要求也不同。从表3可以看出，除个别国产针状焦质量较差，大部分厂家产品质量可以满足市场需求，但是与进口针状焦产品相比，仍然存在一些差距，在稳定性上更是相差甚远。

3 国产针状焦技术瓶颈讨论分析

( 1) 优质稳定的原料难求( 低喹啉煤沥青、低硫催化裂化油浆) ，即使个别针状焦企业自己生产原料，也对其理解、研究、监控不足。

( 2) 国产针状焦整体进步很快，但个别企业仍未掌握核心技术，对关键指标的影响因素尚不清晰。

( 3) 对下游石墨电极及锂电负极工艺了解少， 产品在下游应用情况得不到正确及时的反馈。

( 4) 高端技术人才稀缺，重视和培养人才力度 不够。抢占高端产品市场能力不足，大规格石墨电极接头焦和本体焦生产技术还未突破。

( 5) 相对国外企业，生产过程管理和质量管理的精细化程度不够。企业未权衡好生产成本和产品质量的关系。

( 6) 不能稳定增加产品收率，势必加大成本负担。

( 7) 下游对新投产的针状焦企业产品评测周期较长，阻碍技术改进速度。

4 针状焦技术突破要点

( 1) 减少上下游技术封锁，加强紧密合作，企业应对自己使用的原料及产品应用有充分了解。

( 2) 生产优质针状焦之前，应先选好优质稳定的原料，杜绝为降低成本频繁更换原料。

( 3) 狠抓精细化管理。科研和生产相辅相成， 攻破核心技术。

( 4) 重视人才培养，减少人才流失。

( 5) 加大测量设备和运转设备方面投资。

5 针状焦市场未来发展分析 

( 1) 国产针状焦进入快速发展时期，产能释放速度惊人，但在未来产能过剩的时代，市场竞争会越来越激烈，只有技术先进、质量过硬的企业才能赢得客户，占领市场。

( 2) 产能的倍增与原料市场供应不足的矛盾将更加突出，生产成本会持续递增。

( 3) 环保压力将有增无减，中国的电炉钢发展是必然趋势，新增电炉数量也在稳步增长，电炉吨位为70 t、90 t、100 t、120 t，因此，大规格超高功率石墨电极仍是电极市场主流，国产针状焦可抓住机遇，实现对进口接头焦产品的替代。

( 4) 为了促进高端锂电负极材料的稳步发展， 降低生产成本，负极材料厂家应建立自己的原料基地，开发定制高容量的特种微观结构焦炭，减少与石墨电极企业争量的局面。

来源：燃料与化工  作者：蔡闯等