閱讀提示

作為戰(zhàn)略性新興材料，針狀焦是生產鋰電池負極材料和石墨電極的主要原料，廣泛應用于國防、冶金和新能源汽車領域。針狀焦的質量指標分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類，其中Ⅰ類為最高等級。近年來，隨著新能源產業(yè)的興起，中國石化大力拓展高端新材料業(yè)務，成功研發(fā)生產最高等級針狀焦，提升了企業(yè)在高端碳材料領域的競爭力，也為我國新能源電池原材料加工、轉型及電爐煉鋼行業(yè)的發(fā)展提供了可靠的原料保證。本版為您揭開針狀焦的神秘面紗，看劣質油漿如何被“點石成金”。

本版文圖由 本報記者 陳子佩 張亞培 孫寶翔 陳偉偉 杜益軍 通訊員 郭 鑫 范啟明 董 明 張馨月 王建慧 姚志強 江澤勇 李 婷 許玲智 柯裕清 提供

用戶反饋

“未來5年針狀焦市場需求還會增長，中國石化在研發(fā)高品質Ⅰ類針狀焦方面下了很大功夫，產品各項指標均符合要求，且產品質量不斷提升。目前，產品的石墨化度和克容量度均能滿足我們負極材料生產企業(yè)需求，也可用于高容量動力電池開發(fā)方向，我們已達成長期合作意向?！薄獓鴥阮^部負極材料生產企業(yè)

產品名片

·針狀焦的性能和用途有哪些？

針狀焦具有低熱膨脹系數(shù)、低硫、低灰分、低金屬含量及易石墨化等性能，是國家戰(zhàn)略性新興材料。針狀焦作為鋰離子電池的人造石墨負極優(yōu)質原料，生產的負極具有比容量高、壽命長、安全性高的特點；作為制造高功率和超高功率電極的優(yōu)質材料，制成的石墨電極具有耐熱沖擊性能強、機械強度高、氧化性能好、電極消耗低及允許的電流密度大等優(yōu)點。同時，針狀焦還可用于核石墨等方面，在國防、冶金等行業(yè)都有廣泛應用。

·針狀焦的等級是如何劃分的？

根據針狀焦產品的質量不同，鋰離子電池石墨類負極材料用針狀焦可以根據產品質量指標分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類，其中Ⅰ類為最高等級。

中國石化采用自主技術生產的針狀焦克容量大于等于355毫安時/克，石墨化度大于等于94.97%，最高值分別達到360毫安時/克和96.42%，完全滿足Ⅰ類針狀焦的各項質量指標，達到國內領先水平，與市面同類產品相比，具有能量密度高、雜質含量少、質量穩(wěn)定等優(yōu)勢。

·目前，高端針狀焦的市場情況如何？

隨著新能源汽車、綠能儲存和廢鋼循環(huán)利用等產業(yè)蓬勃發(fā)展，市場對高品質針狀焦的需求呈現(xiàn)爆發(fā)性增長態(tài)勢。但由于生產難度高，高端針狀焦在國內外都屬于稀缺產品。國際市場被美國、日本公司把持，產品價格一路攀升；國內市場僅有少數(shù)企業(yè)能夠穩(wěn)定生產油系高端針狀焦，產品長期供不應求，嚴重依賴進口，制約了我國新能源等產業(yè)的發(fā)展。

石科院：讓劣質油漿生產優(yōu)質針狀焦

2013年起，石科院在集團公司科技部組織下，聯(lián)合多家兄弟企業(yè)進行“劣質油漿生產優(yōu)質針狀焦技術開發(fā)及工業(yè)應用”十條龍項目攻關，于2016年在上海石化完成工業(yè)試驗，成功生產優(yōu)質針狀焦4000余噸，產品各項指標實現(xiàn)攻關目標。

劣質油漿生產優(yōu)質針狀焦技術是以高硫、高灰分、高瀝青質含量的劣質催化裂化油漿為原料生產優(yōu)質針狀焦，具有良好的經濟效益和社會效益，且自主可控。2021年，石科院利用該技術在茂名石化建設10萬噸/年高端碳材料聯(lián)合裝置，以催化油漿為原料，生產高品質針狀焦，并副產干氣、蠟油、柴油、汽油等，可將低附加值的催化油漿高效綠色轉化為高附加值的電極、負極原材料和清潔油品。2021年8月4日，采用石科院專利技術的10萬噸/年高端碳材料聯(lián)合裝置在茂名石化一次開車成功，產出合格針狀焦（生焦）產品，標志著中國石化自主開發(fā)的高硫劣質催化油漿生產針狀焦工藝技術首次實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應用，具備了自主生產高端碳材料的能力。

大連院：成功攻關針狀焦產品高端化應用技術

3月3日，采用大連院THTD技術生產的金陵針狀焦制備直徑700毫米大規(guī)格超高功率石墨電極完成石墨化工序，石墨電極各項指標正常，標志著中國石化針狀焦產品在石墨電極領域高端化應用方向邁上新臺階。

2024年，在集團公司科技部、煉油事業(yè)部等部門大力支持下，大連院聯(lián)合金陵石化、煉銷公司開展金陵針狀焦產品高端化應用技術攻關，在石墨電極領域，完成了金陵針狀焦生產直徑600毫米超高功率石墨電極技術攻關，順利通過下游多家鋼廠應用；在鋰離子電池負極材料領域，完成高容量鋰離子電池負極材料針狀焦生產，經下游負極企業(yè)評測，金陵石化針狀焦產品首次放電比容量達到359.6毫安時/克，與國外高容量進口針狀焦產品相當，滿足高容量鋰離子電池負極材料要求，標志著大連院THTD技術生產的針狀焦產品在石墨電極領域、鋰離子電池負極材料領域均邁入高端化行列。今年初，攻關團隊持續(xù)開展直徑700毫米UHP石墨電極針狀焦產品技術攻關，并在下游石墨電極企業(yè)順利完成擠壓成型、浸漬、焙燒、石墨化等工序。

金陵石化：產品性能與進口針狀焦相當

近年來，高端針狀焦產品在新能源汽車、電弧爐煉鋼領域的應用需求持續(xù)拓寬，金陵石化成立包含生產、研發(fā)、銷售等各環(huán)節(jié)骨干的高端碳材料攻關團隊，大力開展技術攻關。

2021年1月，中國石化首套自主研發(fā)設計的高端石墨裝置在金陵石化成功產出合格產品，實現(xiàn)中國石化連續(xù)穩(wěn)產高端針狀焦產品零的突破。2022年，金陵石化與大連院成立高端碳材料聯(lián)合研發(fā)中心，持續(xù)推進高端碳材料研發(fā)應用，攻克了原料性質不穩(wěn)，針狀焦粉焦量高、紋理差、硬度不高、含水率大等九大技術難題。

2024年，采用金陵石化煅后針狀焦生產的直徑600毫米超高功率石墨電極在國內4家鋼鐵廠試用成功，同批次煅后油系針狀焦順利通過國際專業(yè)評測機構的評價測試，達到優(yōu)質水平。同年11月，該公司生產的高容量負極材料針狀焦獲得下游企業(yè)應用性能評價反饋，產品性能與進口針狀焦相當，且石墨化后的電阻率、電導率和壓實密度等電化學性能指標更優(yōu)，滿足導入高端負極材料生產線要求。

茂名石化：產品質量不斷邁上新臺階

2021年8月4日，茂名石化高端碳材料裝置正式投產。針對該裝置前期運行中存在的影響產品質量的源頭性問題，茂名石化多次召開攻關會深入分析，積極與科研單位對接，利用2024年裝置首次大修機會進行源頭性合理化改造。大修期間，他們還完成了高端碳材料裝置原料優(yōu)化等多項改造，進一步提高了原料選擇的靈活性，為提升針狀焦質量創(chuàng)造了條件。

2024年12月，高端碳材料裝置歷經首次大修及優(yōu)化提升項目改造后，一次開車成功，第一批針狀焦產品分析克容量達到355毫安時/克，符合國家Ⅰ類針狀焦標準。高端碳材料裝置針狀焦單元改造開車后，該公司經過一個多月的優(yōu)化調整，針狀焦克容量最高達360毫安時/克，石墨化度最高達到96.42%，產品質量再次邁上新的臺階。

打造中國石化高端針狀焦品牌

嘉賓：煉油事業(yè)部副總經理 周建華

Ⅰ類針狀焦作為鋰電池負極材料人造石墨的核心原料，其成功穩(wěn)定生產對我國新能源產業(yè)具有多維度戰(zhàn)略意義。首先，鋰電負極材料產業(yè)鏈自主可控性增強。過去我國高端針狀焦依賴進口，尤其是美國企業(yè)占據主要市場份額，導致鋰電池負極材料成本高企且供應穩(wěn)定性不足。中國石化Ⅰ類針狀焦量產打破了“卡脖子”困局，為動力電池、儲能電池等下游產業(yè)提供了可靠的保障。其次，優(yōu)質針狀焦國產化推動新能源產業(yè)降本增效。Ⅰ類針狀焦的壓實密度、石墨化度等指標直接影響鋰電池能量密度與循環(huán)壽命。中國石化生產的Ⅰ類針狀焦產品石墨化度等指標已達到國際領先水平，能夠有效降低國產動力電池負極材料成本。再次，高端針狀焦助力“雙碳”目標實現(xiàn)。鋰電池在儲能領域的規(guī)?；瘧靡蕾嚫哔|量負極材料，高端針狀焦生產技術的突破為光伏、風電等清潔能源消納提供了關鍵支撐。

目前，中國石化生產的Ⅰ類針狀焦已躋身全球第一梯隊，擁有“技術+產能+產業(yè)鏈”三重競爭優(yōu)勢。國內市場方面，茂名石化、金陵石化占據高端針狀焦60%以上份額，產品質量全面對標國際巨頭，并形成了穩(wěn)定的市場。國際市場方面，中國石化產品競爭力體現(xiàn)在三方面：一是成本優(yōu)勢，依托煉化一體化優(yōu)勢，原料油漿利用率提升至98%，生產成本較國外企業(yè)低約20%；二是定制化能力，開發(fā)出快充型、高倍率型等細分產品；三是產能優(yōu)勢，針狀焦產能達30萬噸/年，可滿足大客戶對集采產品質量和數(shù)量穩(wěn)定性的需求。

下一步，中國石化將堅持高端化、智能化、綠色化發(fā)展方向，建設碳材料研究中心和創(chuàng)新平臺，深入研究針狀焦基礎理論，重點突破“構效關系”難點，推進針狀焦技術迭代，攻關700毫米以上超高功率石墨電極本體及接頭用特級針狀焦，打造中國石化高端針狀焦品牌。同時，開發(fā)克容量360毫安時/克以上的高能量密度負極材料用針狀焦，進一步滿足市場對高能量密度負極材料的需求，此外，還要深化與中下游用戶的合作，構建全產業(yè)鏈戰(zhàn)略創(chuàng)新聯(lián)盟，促進產業(yè)上中下游產業(yè)鏈融合發(fā)展。

進一步加快針狀焦高端化發(fā)展

嘉賓：集團公司高級專家 申海平

我國針狀焦行業(yè)正朝著高端化、綠色化和技術創(chuàng)新化的方向發(fā)展。未來，針狀焦生產和研發(fā)企業(yè)應該從以下方面發(fā)力：

一是集中優(yōu)勢力量攻克關鍵技術，特別是加強高端針狀焦產品研發(fā)，集中力量研究油漿性質、熱反應過程對中間相形態(tài)的影響，變溫、變壓、變原料操作模式對針狀焦性能的影響，優(yōu)化針狀焦結構參數(shù)和粒度，實現(xiàn)生產的安穩(wěn)運行。

二是優(yōu)化資源配置與管理，特別是加強高端針狀焦原料的資源管理。對劣質油漿原料，開發(fā)高效催化油漿脫固技術，深入研究油漿加氫脫硫與芳烴飽和轉化規(guī)律、催化劑級配方案設計、工藝技術優(yōu)化等，實現(xiàn)雜質的高效脫除和有效芳烴的高選擇性保留。積極調研摸排行業(yè)現(xiàn)狀，深入研究針狀焦影響石墨電極和負極材料應用性能的主要參數(shù)，建立“原料-產品-應用”全過程質量控制體系。研究針狀焦結構、電極和負極材料應用性能的構效關系，固化生產工藝參數(shù)，實現(xiàn)裝置運行和產品穩(wěn)定。

三是促進生產與應用融合，以下游客戶的需求為生產導向，增強高端針狀焦的差異化生產能力。引導形成針狀焦生產-石墨電極/鋰離子電池負極材料生產-終端企業(yè)應用全產業(yè)鏈信息共享機制，擴大用戶群體，消除生產與應用斷點，打破行業(yè)壁壘，做大銷售量。組織成立專業(yè)團隊開展負極材料產業(yè)延伸研究，牽頭制定落實負極材料品牌建設措施，建立與負極材料行業(yè)接軌、產業(yè)鏈配套融合的應用服務解決方案，為煉油轉型材料產業(yè)效益最大化提供市場驅動力。

高端針狀焦未來發(fā)展前景良好

嘉賓：煉油銷售公司石油焦銷售部經理 耿存狀

優(yōu)質針狀焦作為一種重要的炭素材料，其市場需求和供給情況均呈現(xiàn)出較為積極的態(tài)勢，并且未來的發(fā)展前景良好。

從市場需求看，隨著全球鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，特別是電爐煉鋼占比的不斷提高，對超高功率石墨電極的需求日益增加。而針狀焦是生產超高功率石墨電極的關鍵原料，市場需求也隨之增加。但在當前國內電弧爐占比不高，加之石墨電極企業(yè)普遍虧損的影響下，針狀焦整體需求不高。針狀焦在電池負極材料領域應用廣泛，為鋰離子電池提供了優(yōu)異的性能。隨著新能源汽車和儲能行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對針狀焦的需求也將持續(xù)增長。但因3C、數(shù)碼用量有限，加之負極企業(yè)成本壓力影響，針狀焦尤其是優(yōu)質針狀焦在負極行業(yè)使用占比逐年減少。2024年，國內油系針狀焦產能約268萬噸/年，針狀焦合計產能約437萬噸/年。在針狀焦用量中，石墨電極約38萬噸、負極行業(yè)約63萬噸。針狀焦行業(yè)處于“高端緊缺、低端過剩”的結構性調整期。具備技術儲備、成本控制能力及下游綁定深度的企業(yè)有望在市場中占據更大優(yōu)勢。

“碳達峰、碳中和”政策推動電爐煉鋼和新能源產業(yè)發(fā)展，將持續(xù)增加對優(yōu)質針狀焦的需求。隨著技術進步，國產針狀焦質量提升，進口依賴度降低，出口有望增加。新興應用領域不斷拓展，如航空航天、電子等，將為優(yōu)質針狀焦創(chuàng)造更多市場空間。

但針狀焦的發(fā)展同樣面臨諸多挑戰(zhàn)：一是行業(yè)無序擴張、內卷極為嚴重，產能利用嚴重不足；行業(yè)技術門檻較高，部分企業(yè)技術水平有限，產品質量不穩(wěn)定，難以滿足高端需求。市場競爭激烈，國內外企業(yè)在中高端市場的競爭將加劇，對企業(yè)的技術、成本控制和市場拓展能力提出更高要求。二是未來發(fā)展面臨較多的不確定性。首先是鋼鐵行業(yè)，因國內廢鋼資源有限，電弧爐鋼廠面臨較大的成本壓力，產能穩(wěn)步提升面臨較大不確定性；鋼鐵、電解鋁等下游企業(yè)對針狀焦價格敏感，高價區(qū)間抑制部分需求釋放。負極行業(yè)“降本增效”也將倒逼負極廠家加大普通石油焦等其他碳材料的使用替代力度，降低針狀焦市場預期。