無定形碳又稱為過渡態(tài)碳,是指石墨化晶化程度很低,近似非晶形態(tài)(或無固定形狀和周期性的結(jié)構(gòu)規(guī)律)的碳材料。無定形碳具有層間距大、微晶結(jié)構(gòu)無序等特點,在活性炭、燃料、冶金、鈉離子電池等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
根據(jù)石墨化難易程度不同,無定形碳可分為軟碳和硬碳兩大類,其中軟碳又稱為易石墨化碳,是指經(jīng)高溫處理后可以石墨化的碳,硬碳又稱為非石墨化碳,是指是在2800攝氏度以上高溫處理后不能石墨化的碳。硬碳內(nèi)部晶體排布雜亂無序,孔隙更多,由于結(jié)構(gòu)特點,硬碳儲鈉容量優(yōu)于軟碳,因此成為理想的鈉離子電池負(fù)極材料。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《
中國無定形碳行業(yè)市場深度評估及2023-2027年投資可行性咨詢報告》顯示,目前人造石墨是鋰離子電池負(fù)極主流材料,2021年約占鋰離子電池負(fù)極材料的83.5%,其次是天然石墨。相比之下,無定形碳在鋰電池負(fù)極材料中的占比較低,不足2.0%。由于鋰礦價格居高不下,近年來,電池廠商研發(fā)重點逐漸向鋰離子電池向鈉離子電池轉(zhuǎn)移,這將為硬碳負(fù)極市場發(fā)展提供廣闊空間。
無定形碳是碳的同素異形體之一,主要包括木炭、焦炭、炭黑、骨炭、煤等產(chǎn)品。無定形碳是國內(nèi)重要能源來源,近年來,我國無定形碳市場供應(yīng)較為穩(wěn)定,部分產(chǎn)品產(chǎn)能過剩現(xiàn)象嚴(yán)重。以炭黑為例,炭黑生產(chǎn)企業(yè)眾多,市場集中度較高,主要生產(chǎn)企業(yè)有黑貓股份、龍星化工、山西安侖、卡博特、山西永東等,2021年,我國炭黑行業(yè)產(chǎn)量達(dá)到530.0萬噸以上。
木炭是一種黑色多孔固體燃料,其發(fā)展歷史悠久,應(yīng)用場景廣泛,可作為干燥劑用于金屬冶煉及二氧化碳生產(chǎn)。我國木炭應(yīng)用需求較高,2016-2021年,木炭表觀消費量從91.6萬噸增長至104.5萬噸左右。但由于國家環(huán)保政策趨嚴(yán)、供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革不斷深入,我國木炭行業(yè)產(chǎn)量呈下降趨勢,2021年在80.0萬噸左右。
新思界
行業(yè)分析人士表示,無定形碳是國內(nèi)重要能源來源,國內(nèi)市場供應(yīng)充足,在環(huán)保監(jiān)管日益嚴(yán)格背景下,無定形碳產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將持續(xù)優(yōu)化。硬碳是無定形碳的一種,作為理想的鈉電池負(fù)極材料,隨著鈉電池出貨量增長,硬碳材料應(yīng)用占比有望提升,目前鈉電池硬碳負(fù)極相關(guān)企業(yè)有鵬輝能源、貝特瑞、杉杉股份等。