中國粉體網(wǎng)訊 導電炭黑是一種典型的特種炭黑,,因其良好的導電性能和較高的性價比,廣泛應用于導電和防靜電制品中。當前導電炭黑在能源領域,,如(動力)鋰離子電池,、鉛酸電池和超級電容器中也越來越受到青睞,。
炭黑 圖源:博拉炭黑
鉛酸電池 圖源:博拉炭黑
1導電炭黑市場機遇
2021年在儲能,、動力市場的高速增長帶動下,鋰電用導電炭黑供不應求,,預計隨著新能源汽車及儲能需求的持續(xù)高增,導電炭黑緊缺程度將不斷加劇,為國內(nèi)企業(yè)轉(zhuǎn)型創(chuàng)造了很好的發(fā)展期,,是實現(xiàn)技術產(chǎn)能突破,加速國產(chǎn)替代的大好機會。
據(jù)了解,截至2022年7月15日,導電炭黑SP價格已由2021年9月的5萬元/噸上漲至16.5萬元/噸。隨著下游鋰電池裝機量快速提升,,導電炭黑需求大幅增長,鋰電導電炭黑供給不足情況將日益凸顯,,價格會持續(xù)上漲,。
2導電炭黑研發(fā)近況
據(jù)粉體網(wǎng)編輯了解,導電炭黑產(chǎn)品主要有副產(chǎn)炭黑(重油造氣副產(chǎn)炭黑),、乙炔炭黑和爐法導電炭黑三大類型,。目前,,世界著名的炭黑公司博拉炭黑、卡博特,、黑貓股份,、永東股份等均有各自的導電炭黑產(chǎn)品,基于商業(yè)利益,,各公司對相關技術資料嚴加保密,,導致產(chǎn)品之間技術指標差異較大,甚至出現(xiàn)某些產(chǎn)品技術指標相似,,但應用性能卻相差很大,。
從產(chǎn)品研發(fā)動態(tài)來看,國外企業(yè)處于領先地位,。7月5日,,卡博特發(fā)布一款適用于靜電消散(ESD)的導電炭黑,應用在電子封裝和靜電放電可能對人身安全造成風險的環(huán)境,。據(jù)黑貓股份公告,,自主設計的核心反應爐和產(chǎn)線已經(jīng)通過多輪工藝優(yōu)化,自主研發(fā)的鋰電級導電炭黑產(chǎn)品已給若干家鋰電池廠家送樣測試,,正在等待測試結(jié)果,。
3導電炭黑技術瓶頸
炭黑的實際性能取決于基本性質(zhì)和分布水平。例如,,炭黑基本粒子子大小,、孔隙、結(jié)構和表面化學性質(zhì)等,。目前,,被普遍認可的觀點是,低比表面積,、高吸油值,、低金屬離子含量是導電炭黑成功應用的核心技術指標。另外,,從生產(chǎn)和應用工藝來看,,炭黑的分布水平在很大程度上受到混合設備,,配方(包含分散劑的選擇)以及物理形態(tài)的影響,對導電性能也會產(chǎn)生影響,。
炭黑的純度和性能穩(wěn)定性一向很重要,。博拉炭黑公司認為,炭黑的純度和性能穩(wěn)定性是產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)提升的關鍵因素,。據(jù)粉體網(wǎng)編輯了解,,博拉炭黑的導電炭黑,廣泛用于靜電消散(ESD),、電力電纜和導電涂層應用,,在電纜半導體護套層、集成電路載體膠帶和托盤,、導電包裝,、防靜電地板等細分領域,有豐富的產(chǎn)品經(jīng)驗,。以博拉炭黑產(chǎn)品為例,,其導電炭黑材料的粉體結(jié)構、表面形貌,、純度,、流動性等指標都有很清晰的“應用厘定和功能指向”。另外,,據(jù)博拉炭黑官網(wǎng)介紹,,他們在制造炭黑過程中采用分布式控制系統(tǒng),以確保產(chǎn)品符合最高的質(zhì)量標準,。因此,,粉體網(wǎng)編輯認為,國內(nèi)導電炭黑生產(chǎn)企業(yè)也應該加強對主要指標的把控力,,追求炭黑品質(zhì)的穩(wěn)定性,,主動優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)的控制工藝,這或許都是企業(yè)立足特種炭黑市場的核心力量,。
4導電炭黑粉體性質(zhì)與導電功能
粒徑及比表面積,。炭黑粒徑表示炭黑原生粒徑,比表面積是指單位質(zhì)量或單位體積內(nèi)炭黑粒子表面積的總和,。粒徑小,,比表面積大,具有更好的離子和電子導電能力,,有利于電解質(zhì)的吸附而提高離子電導率,。
支鏈結(jié)構。支鏈結(jié)構能夠與活性材料形成鏈式導電結(jié)構,,增加導電接觸點,,有助于提高材料的電子導電率,。
DBP吸收值(結(jié)構值)。炭黑的結(jié)構可以用DBP(鄰苯二甲酸二丁酯)吸收值來測量,。
表面官能團,。表面官能團的多少決定了炭黑分散難易程度,,官能團越多相對易分散,,但過多又會減弱導電性能。
金屬離子含量,。金屬離子含量過高會導致電池自放電現(xiàn)象,,影響安全性能,一般鋰電用導電炭黑金屬離子含量要求較高,,一般需小于10ppm,。
結(jié)語
目前,國內(nèi)導電炭黑的生產(chǎn)水平已臨近突破的“邊緣”,,尤其是鋰電級炭黑材料,,格外讓人期待。下一步,,在導電炭黑實現(xiàn)研發(fā)突破和產(chǎn)能擴張的同時,,細分產(chǎn)品的研發(fā),產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性也都是打開市場的關鍵要素,,是進一步實現(xiàn)國產(chǎn)導電炭黑替代的必由之路,。
信息來源:博拉中國、卡博特,、黑貓股份,、華創(chuàng)證券、西南科技大學等
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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