1. Anwendungsgebiete für Lithiumbatterie-Anoden:
Aktuell werden hauptsächlich natürliche und künstliche Graphite als Anodenmaterialien kommerziell eingesetzt. Nadelkoks lässt sich leicht graphitieren und ist ein hochwertiger Rohstoff für künstliche Graphite. Nach der Graphitisierung weist er eine ausgeprägte Faserstruktur und eine gute mikrokristalline Graphitstruktur auf. In Richtung der Längsachse der Partikel zeichnet er sich durch gute elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten aus. Nadelkoks wird zerkleinert, klassiert, geformt, granuliert und erneut graphitiert, um künstliche Graphite zu gewinnen. Dieses Material besitzt einen hohen Kristallinitätsgrad und Graphitisierungsgrad und weist eine nahezu perfekte Graphitschichtstruktur auf.
Die Branche der Elektrofahrzeuge hat sich in den letzten Jahren rasant entwickelt. Von Januar bis September 2022 betrug die kumulierte Produktion von Antriebsbatterien in China 372 GWh, ein Anstieg von 176 % gegenüber dem Vorjahr. Der chinesische Automobilverband prognostiziert für 2022 einen Gesamtabsatz von 5,5 Millionen Elektrofahrzeugen und eine Marktdurchdringung von über 20 %. Beeinflusst durch die internationale Forderung nach einem Verbot von Verbrennungsmotoren und die nationale Klimapolitik mit zwei Klimazielen, wird die weltweite Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien bis 2025 voraussichtlich 3.008 GWh erreichen, während der Bedarf an Nadelkoks 4,04 Millionen Tonnen betragen wird.
2. Anwendungsgebiete von Graphitelektroden:
Nadelkoks ist ein hochwertiges Material zur Herstellung von Hochleistungs-/Ultrahochleistungs-Graphitelektroden. Er zeichnet sich durch eine ausgeprägte Faserstruktur und ein hohes Partikellängen-Breiten-Verhältnis aus. Beim Extrusionsformen ist die Längsachse der meisten Partikel in Extrusionsrichtung ausgerichtet. Die Verwendung von Nadelkoks zur Herstellung von Hochleistungs-/Ultrahochleistungs-Graphitelektroden bietet Vorteile wie geringen spezifischen Widerstand, niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, hohe Temperaturwechselbeständigkeit, geringen Elektrodenverbrauch und hohe zulässige Stromdichte. Nadelkoks auf Kohle- und Erdölbasis weist jeweils spezifische Leistungseigenschaften auf. Beim Vergleich der Eigenschaften von Nadelkoks sollten neben der Reindichte, der Stampfdichte, dem spezifischen Widerstand des Pulvers, dem Aschegehalt, dem Schwefelgehalt und dem Stickstoffgehalt sowie herkömmlichen Leistungskennzahlen wie Aspektverhältnis und Partikelgrößenverteilung auch der Wärmeausdehnungskoeffizient, der spezifische Widerstand, die Druckfestigkeit, die Schüttdichte, die Reindichte, die Schüttausdehnung, die Anisotropie, der ungestörte Zustand sowie charakteristische Kennzahlen wie Ausdehnungsdaten im behinderten Zustand und der Temperaturbereich während der Ausdehnung und Kontraktion analysiert und bewertet werden. Diese charakteristischen Kennzahlen sind sehr wichtig für die Anpassung der Prozessparameter im Produktionsprozess von Graphitelektroden und für die Kontrolle ihrer Leistungsfähigkeit. Insgesamt ist die Leistung von ölbasiertem Nadelkoks etwas höher als die von kohlebasiertem Nadelkoks.
Ausländische Kohlenstoffunternehmen wählen häufig hochwertigen Ölnadelkoks als Hauptrohstoff für die Herstellung großtechnischer UHP- und HP-Graphitelektroden. Japanische Kohlenstoffunternehmen verwenden ebenfalls teilweise kohlebasierten Nadelkoks, jedoch nur für die Produktion von Graphitelektroden mit einem Durchmesser unter 600 mm. Obwohl die industrielle Nadelkoksproduktion in Japan später als im Ausland begann, hat sie sich in den letzten Jahren rasant entwickelt und etabliert. Derzeit bestehen die Hochleistungs-Graphitelektrodenaggregate in Japan hauptsächlich aus kohlebasiertem Nadelkoks. Die inländischen Nadelkoksproduktionsanlagen können den Bedarf der Kohlenstoffunternehmen an Nadelkoks für die Herstellung von Hochleistungs-/Ultrahochleistungs-Graphitelektroden im Wesentlichen decken. Allerdings besteht im Vergleich zu ausländischen Unternehmen noch ein Qualitätsunterschied beim Nadelkoks. Die Rohstoffe für großtechnische Ultrahochleistungs-Graphitelektroden sind weiterhin auf importierten Nadelkoks angewiesen, insbesondere für die Verbindungsstücke der Hochleistungs-/Ultrahochleistungs-Graphitelektroden.
Die heimische Stahlproduktion wird 2021 1,037 Milliarden Tonnen betragen, wovon weniger als 10 % auf Elektroofen-Stahlproduktion entfallen. Das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie plant gemeinsam, den Anteil der Elektroofen-Stahlproduktion bis 2025 auf über 15 % zu steigern. Der nationale Eisen- und Stahlverband prognostiziert einen Anteil von 30 % bis 2050 und 60 % bis 2060. Die Steigerung des Anteils der Elektroofen-Stahlproduktion wird die Nachfrage nach Graphitelektroden und Nadelkoks direkt ankurbeln.
Veröffentlichungsdatum: 23. November 2022