负极行业报告：石墨化长期供需偏紧（31页）

行业报告下载 2022年01月03日 07:44 管理员

石墨具有层状结构，各层面中碳原子 sp2 杂化轨道形成互成 120°的三配位平面六角网格，呈共价键结合，碳原子间距为 0.142nm。六角碳原子平面网格平行堆叠，构成网状六角形的碳原子在上下面相互平移到碳原子位于六角形的中心而有所错开，第三层碳原子的配置和第一层相同。由于其具有耐高温、导电性，广泛应用于：1）导电材料如高炉电极、锂电负极等领域； 2）耐火材料如冶金坩埚、耐火砖；3）耐磨和润滑材料，如塞环，密封圈和轴承等。石墨化是指非石墨质炭在高温电炉内保护性介质中或隔绝空气的情况下，把制品加热到 2000℃以上，因物理变化使六角碳原子平面网状层堆叠结构完善发展，转变成具有石墨三维规则有序结构的石墨质炭。石墨化提升了产品的体积密度、导电率、导热率、抗腐蚀性能及机械加工性能。石墨化是人造石墨负极生产过程中的关键工序。影响石墨化的主要因素是原料、温度、时间、压力和催化剂等。1）原料：在高温下容易转化成石墨的无定形碳称为易石墨化炭（或称为可石墨化炭）。

石油焦、针状焦等属于易石墨化炭。易石墨化炭在炭化制备过程中一般经历了溶融状态，其结构中碳分子簇团接近相互平行排列。2）温度决定着石墨化程度。不同的炭材料，开始石墨化转变温度不同。石油焦一般在 1700℃就开始进入石墨化，而针状焦则要在 2000℃左右才能进入石墨化的转化阶段。加热温度越高，电阻率越低、相邻晶层间距越接近理想石墨晶体的0.3354nm，石墨化程度越高。3）时间：石墨化程度和高温下的停留时间也有一定的关系，石墨化温度越高，进入石墨化稳定状态需要的时间越短，保温时间越长，电阻率越低，石墨化程度就越高。另外，加压对石墨化有明显的促进作用；催化剂在一定条件下的添加，可以促进石墨化的进行，如硼、铁、娃、钛、键、镁及其某些化合物等。石墨化工艺的关键环节是装炉。石墨化工艺流程主要包括铺炉底、砌炉芯、负极材料前驱体及保温料体装炉、送电、冷却、负极材料及副产品出炉、包装等步骤。对于装炉环节而言，通过不断优化炉内加工材料的装炉方式，炉内空间的使用效率将不断提高。石墨化加工行业中，企业按照加工物料重量收费，炉内空间使用效率的提高将提升企业盈利能力。