人造石墨 原料
中国人造石墨行业成本结构及行业格局分析
中国人造石墨行业成本结构及行业格局分析人造石墨由石油焦、针状焦、沥青焦等原料通过粉碎、造粒、分级、高温石墨化加工等过程制成，其高结晶度是通过高温石墨化形成的，形貌以及粒径分布上较为一致。
倍率性能好、循环寿命长、极片反弹低。
目前负极材料主要以使用天然石墨、人造石墨、中间相碳微球和硅碳等复合材料为主。
从价格上来看,天然石墨与人工石墨的价格范围分别在平均每吨27万之间和2-8万之间,价差并不明显。
从性能指标上看,人工石墨和天然石墨的比容量理论值在370mAhg左右,但是人工石墨的循环寿命大概在1500次,相比其他负极材料有眀显的优势。
其次,在倍率性能和安全性上,天然石墨由于与电解液反应时,相容性较差,在进行粉碎时表面存在诸多缺陷,导致对其充电或放电的性能产生较大不利影响。
高膨胀、较差的快速充放电能力、较短的循环寿命使天然石墨不适用于一些高端的应用场景。
一、成本结构直接材料（焦）+加工成本（石墨化等）占据人造石墨负极成本90%，2019年来迎来降本增厚盈利阶段。
以国内人造石墨龙头企业璞泰来的成本构成来看，直接材料占比约在40%左右，加工费占比为50%左右。
针状焦是中高端人造石墨负极的主要原材料，是一种具有明显纤维状结构的优质焦炭，在平行于颗粒长轴方向上具有导电导热性能好，热膨胀系数小等优点且易于石墨化。
复盘针状焦的价格走势，可以看到自2017年起，针状焦价格飙涨；自0.35万元/吨上涨至2017年9月的4.2万元/吨，主要原因便是短期内的供求失衡。
2017年5月，国务院出台去产能政策，取缔约1亿吨地条钢，供给缺口最后主要由新建的电炉钢厂弥补，造成了石墨电极的需求爆发。
此外新能源汽车行业也逐渐进入高速发展阶段锦上添花。
《2020-2026年中国人造石墨行业市场全景调研及发展趋势分析报告》数据显示：周期盛极必衰，行业高额的利润加速老玩家扩产&新玩家进入，产能密集释放中焦价预计将回落。
2017年下半年，金州化工等8家针状焦企业均发布了复产、扩产和投产计划。
锂电池负极材料人造石墨生产工艺详解(一)
锂电池负极材料人造石墨生产工艺详解(一)锂电池负极材料人造石墨生产工艺引言锂电池作为一种广泛应用于移动电子设备、电动车辆等领域的高性能能源储存设备，其性能的提升一直是科技创新的重点。
人造石墨作为锂电池负极材料的关键组成部分，其制备工艺直接影响着锂电池的性能和寿命。
本文将介绍一种资深创作者所研究的锂电池负极材料人造石墨生产工艺。
工艺流程1. 原料准备•石墨矿石：选择高纯度、低含杂质的天然石墨矿石作为原料。
•碳源：使用高纯度的石墨粉末作为主要碳源。
•添加剂：根据需要，可以加入一些助剂或改性剂，用于调节石墨的晶体结构和电化学性能。
2. 研磨预处理将石墨矿石研磨成细粉末，通过特定的研磨装置将石墨晶体破碎成小颗粒，提高石墨的比表面积和离子扩散速度，从而提高石墨的电化学性能。
3. 混合制浆将研磨后的石墨粉末与碳源粉末按照一定的配比混合，并加入适量的溶剂，制成石墨浆料。
混合工艺需要保证石墨粉末和碳源粉末的均匀分散，以及浆料的流动性和黏度的调节。
4. 涂布成膜将石墨浆料涂布到导电铜箔或其他导电基片上，形成一层均匀且致密的薄膜。
涂布工艺需要控制涂布的厚度、速度和涂布质量的均匀性，以确保最终产品的一致性。
5. 烘干固化将涂布好的石墨薄膜进行烘干和固化处理，使其得到稳定的物理结构。
烘干过程中要控制温度和时间，避免过度烘干或不充分烘干导致负极材料的性能下降。
6. 热处理和成型通过高温热处理和成型，使石墨薄膜的晶体结构发生相应的改变，提高其电化学性能。
热处理工艺需要根据具体需要进行温度和时间的控制，确保石墨的结晶度和导电性能达到预期要求。
7. 检测和质量控制对生产出的人造石墨进行一系列的质量检测，包括电化学性能测试、表面形貌观察等，以确保产品的质量和性能符合要求。
同时，建立完善的质量控制体系，对每一道工序进行严格的监控和管理，确保生产过程的稳定性和一致性。
结论通过以上的工艺流程，人造石墨作为锂电池负极材料的生产工艺得以实现。
石墨生产原料
石墨生产原料主要包括石油焦、针状焦和煤沥青。
石油焦是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物，属于易石墨化炭一类，是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要原料。
针状焦是外观具有明显纤维状纹理、热膨胀系数特别低和很容易石墨化的一种优质焦炭，焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒，在偏光显微镜下可观察到各向异性的纤维状结构。
煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一，按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。
此外，石墨矿石也是制造石墨的重要原料，分为结晶石墨和无定形石墨两大类，其中结晶石墨品质优良，主要产于中国、印度、巴西、加拿大等地，是制造高档石墨制品的主要原材料。
无定形石墨则主要产于中国、俄罗斯等地，一般用于制作石墨粉末和石墨涂料等。
在石墨加工过程中，原料首先需要经过破碎、筛分等工艺处理，得到符合要求的石墨粉末。
然后将石墨粉末浸渍在酚醛树脂中并压制成形，再经过高温烧结处理，最终得到具有一定强度和导电性能的石墨制品。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询石墨生产领域的专家。
人造石墨负极材料工艺流程
人造石墨负极材料工艺流程1.材料准备首先，需要准备碳源和添加剂。
碳源一般使用石墨粉末，可以从天然石墨中提取或通过化学合成得到。
添加剂一般包括聚合物、导电剂和粘结剂等，用于增加材料的导电性和粘结性。
2.混合将碳源和添加剂混合在一起，确保均匀分散。
可以使用机械研磨、搅拌或球磨等方法进行混合，以确保整个材料的均匀性。
3.均化处理将混合物进行均化处理，主要是通过高温处理和化学处理来改善材料的结构和性能。
高温处理可以使石墨晶体结构更加稳定，提高导电性能。
化学处理可以通过一些试剂与材料发生反应，形成更稳定的化学结构。
4.浆料制备将均化处理后的混合物与溶剂混合，形成浆料。
溶剂一般是有机溶剂，如NMP（N-甲基吡咯烷酮）或水。
通过搅拌或超声震荡等方法将固体颗粒与溶剂完全分散并悬浮在溶剂中。
5.涂布将浆料涂布到导电基材上。
导电基材可以是铜箔或铝箔等，以提供导电性能和增强结构强度。
涂布可以使用刮涂、喷涂或印刷等方法进行，确保涂布均匀。
6.干燥将涂布的材料进行干燥，除去溶剂，形成固体薄膜。
干燥可以通过自然干燥、烘箱干燥或真空干燥等方法进行。
7.热处理将干燥后的材料进行热处理，以进一步提高材料的结构稳定性和电化学性能。
热处理温度和时间的选择取决于具体的材料和要求。
8.压片将经过热处理的材料进行压片，以增加材料的密度和强度。
压片可以使用机械压片机进行，将材料压制成所需形状和尺寸。
9.电池装配将压片后的材料作为负极材料，与正极材料和电解液一起组装成电池。
电池装配可以通过层叠、卷绕或堆叠等方法进行。
以上是一个大致的人造石墨负极材料的工艺流程。
具体的工艺流程可能因为不同的材料和要求而有所不同。
通过以上的步骤，可以制备出高品质的人造石墨负极材料，用于锂离子电池等领域。
详解：天然石墨与人造石墨的区别
详解：天然石墨与人造石墨的区别近年来，天然石墨资源丰富地区的政府出于发展经济的考量，积极推动天然石墨产业的发展，掀起了以天然石墨为原料开发人造石墨制品的热潮。
应该说借鉴人造石墨的制备工艺，开发石墨新产品，不失为一条拓展天然石墨应用领域的重要途径，但由于二者在结构、性能和用途等方面既有联系又有区别，因此有必要进行分析和讨论，使管理者与科研人员能正确理解和使用天然石墨材料，使天然石墨新产品的开发更加健康高效。
石墨的基本结构、性质与分类石墨的晶体结构石墨是由单一碳元素组成的物质，晶体结构属六方晶系，呈六边形层状结构。
层面上碳原子以sp2杂化轨道形成的σ键和Pz轨道形成的离域π键相结合，形成牢固的六角形网格状平面，碳-碳原子间距为1.42Å，碳原子间具有极强的键能（345KJ/mol），而碳原子平面之间则以较弱的范德华力结合（键能为16.7KJ/mol），层面间距为3.354Å。
石墨质软，呈黑灰色；有油腻感，可污染纸张。
硬度为1~2、理论密度为 2.26g/cm3 。
自然界中没有纯净的石墨，天然石墨矿物中往往含有SiO2、A12O3、FeO、CaO、P2O5、CuO 等杂质。
这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。
此外，还含有水、碳氢化合物、CO2、H2、N2等气体。
因此对石墨的分析，除测定固定碳含量外，还必须同时测定挥发分和灰分的含量。
石墨的基本性质由于其特殊的结构，石墨具有如下优异性质：（1）耐高温性：石墨是最耐温的物质之一，在常压下无熔点，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失也很小。
（2）导电、导热性：石墨的导电性和导热性较高。
导热系数随温度升高而降低，在极高的温度下，石墨甚至成为绝热体。
（3）润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨晶粒大小和晶体发育程度，石墨晶粒越大，晶体发育越完善，摩擦系数越小，润滑性能也越好。
（4）化学稳定性：石墨在常温下具有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
石油焦制备人造石墨预处理
石油焦制备人造石墨预处理石墨是一种重要的工业原料，广泛应用于电池、石墨电极、耐火材料等领域。
目前，石墨主要分为天然石墨和人造石墨两种。
天然石墨资源有限，价格昂贵，因此人造石墨的研发和制备具有重要意义。
石油焦是制备人造石墨的重要原料。
石油焦是在石油炼制过程中产生的副产品，其主要成分是碳。
石油焦具有高纯度、高结晶度、低杂质含量的特点，非常适合用于制备人造石墨。
然而，直接将石油焦用于制备人造石墨是不可行的，因为石油焦中含有一定量的杂质，如硫、氮等。
这些杂质会影响人造石墨的质量和性能。
因此，需要对石油焦进行预处理，以提高其纯度和结晶度。
石油焦制备人造石墨的预处理过程包括以下几个步骤：1. 石油焦的破碎和筛分：首先，将石油焦进行破碎和筛分，以获得适当大小的颗粒。
破碎和筛分的目的是获得均匀的颗粒大小，以便后续处理。
2. 酸洗：将破碎和筛分后的石油焦进行酸洗处理。
酸洗是通过使用强酸（如硫酸）溶解石油焦中的杂质，如硫、氮等。
酸洗可以有效去除石油焦表面的杂质，提高其纯度。
3. 碱洗：经过酸洗后，石油焦需要进行碱洗处理。
碱洗是通过使用碱性溶液（如氢氧化钠溶液）中和酸洗残留在石油焦表面的酸性物质。
碱洗可以中和和去除酸洗后残留的酸性物质，使石油焦表面中性化。
4. 水洗：碱洗后，石油焦需要进行水洗处理。
水洗是将碱洗后的石油焦用水冲洗，以去除残留的碱性物质和杂质。
水洗可以使石油焦表面恢复中性，并清洗掉其他不需要的物质。
5. 干燥：经过水洗后，石油焦需要进行干燥处理。
干燥的目的是去除石油焦表面的水分，使其达到适当的含水率。
干燥可以避免后续处理过程中的不必要的反应或变化。
通过以上预处理步骤，石油焦的纯度和结晶度得到了提高，为后续的人造石墨制备工艺奠定了基础。
经过预处理的石油焦可以进一步进行石墨化处理，即在高温下将石油焦转化为人造石墨。
总结起来，石油焦制备人造石墨的预处理过程包括破碎和筛分、酸洗、碱洗、水洗和干燥。
这些步骤可以提高石油焦的纯度和结晶度，为后续制备高质量的人造石墨提供了基础。
锂离子电池人造石墨类负极材料用原料焦
锂离子电池人造石墨类负极材料用原料焦锂离子电池，这个词听起来是不是有点高大上？但其实它跟我们生活的方方面面都息息相关。
想象一下，手机、电脑、甚至电动车，统统都离不开它。
今天咱们来聊聊这电池里不可或缺的一部分——负极材料。
特别是那种用人造石墨做的负极材料。
听起来好像有点复杂，其实说白了，就是一些特别的焦炭。
来，放轻松，我们一起揭开这个神秘的面纱。
负极材料就像电池里的小伙伴，默默地工作，不求回报。
石墨在这里的角色可不小，它负责储存和释放锂离子。
就像一个聪明的仓库，灵活又高效。
人造石墨呢？它更是被加工得服服帖帖，性能杠杠的。
想象一下，那种在厨房里滚来滚去的丸子，别看小，但能把大菜做得美味无比。
现在说到原料焦。
嘿，听起来有点吓人，其实它就是把一些特定的材料通过高温处理，让它们变得更加稳定。
就像我们在烹饪时，火候掌握得恰到好处，食材的味道才能被激发出来。
这个焦不仅可以提高石墨的电导率，还能增强其结构的稳定性。
说到这里，大家是不是开始想象焦的样子了？别急，咱们接着聊。
有趣的是，这些原料焦的制作过程就像是一场精心安排的舞会。
得准备好原材料。
可以是煤、石油焦等，这些材料都是大自然的馈赠。
然后，经过一系列复杂的处理，就像化妆师为明星们精心打扮一样，让它们变得更加光鲜亮丽。
这一切都为后面的石墨材料奠定了基础。
经过高温烧制后，焦变得非常稳定。
就像经历了风雨洗礼的人，变得更加成熟。
这个过程不仅能提高材料的性能，还能使其在电池使用时更加持久。
这就像是咱们在生活中经历过的挫折，反而让我们变得更加坚韧。
说到锂离子电池，人造石墨的负极材料在电池里的重要性简直就是举足轻重。
没它可不行，就好比做菜没有盐。
充电的时候，锂离子就像小精灵一样，从正极飞到负极，储存起来。
放电的时候，精灵又飞回去，释放出电能。
这个过程就像是一场精彩的舞蹈，轻盈又优雅。
而人造石墨作为负极材料，正是这场舞蹈的最佳伴侣。
再说，负极材料的选择也不是随便的。
这玩意儿得耐高温、导电性强、还得环保。
经典-天然石墨与人造石墨的区别
天然石墨与人造石墨负极材料辨别方法剖析锂离子电池发展20年来,理论与学术界均未对锂离子电池用碳(石墨类)负极材料:天然石墨和人造石墨负极材料的辨别方法进行深入剖析,并明确科学的辨别与判定方法，因此行业出现了天然石墨和人造石墨负极材料边界不清，鱼龙混杂的现象，给材料的合理、有效使用造成了极大影响。
天然石墨负极材料系采用天然鳞片晶质石墨，经过粉碎、球化、分级、纯化、表面等工序处理制得，其高结晶度是天然形成的。
而人造石墨负极材料是将易石墨化碳如石油焦、针状焦、沥青焦等在一定温度下煅烧，再经粉碎、分级、高温石墨化制得，其高结晶度是通过高温石墨化形成的。
正是由于两者在原料和制备工艺上存在本质的差别，使其在微观形貌、晶体结构、电化学性能、加工性能上存在明显差异。
为了统一标准、科学辨别、正确判定天然与人造石墨负极材料，现将经过多年探索、反复验证、切实可行的科学辨别方法公之于众：1、天然石墨与人造石墨负极材料微观形貌差异——SEM剖面分析法天然石墨负极材料SEM剖面图人造石墨负极材料SEM剖面图在微观结构上，天然石墨是层状结构，其SEM剖面图中保留了鳞片石墨的层状结构，片状结构间有大量空隙存在；而人造石墨负极材料为焦类、中间相类在高温石墨化过程中，晶体结构按ABAB结构重新排列，并聚合收缩，其内部致密、无缝隙。
2、天然石墨与人造石墨负极材料晶体结构差异——X射线衍射法从晶体结构看，天然石墨负极材料结晶度高，在XRD图谱上其(002)晶面衍射峰角度更高，层状结构完整、层间距小、取向性(I002/I110)明显，从43-45度对应的(101)晶面衍射峰位置及46-47度的对应的(012) 晶面衍射峰位置，可以看出天然石墨存在明显的2H相和3R相，而人造石墨只存在2H相。
六方石墨（2H）和菱方石墨（3R）的XRD谱图如下:3、天然石墨与人造石墨负极材料无序度(ID/IG)差异——拉曼光谱分析法对于未经石墨化处理的天然石墨与人造石墨，除了根据SEM剖面图、XRD晶体结构图及其参数进行区别外，拉曼光谱测试的无序度ID/IG也是区别这两类石墨的有效方法。
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锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液四大材料组成。
锂电池负极材料在锂电池中起储存和释放能量的作用，主要影响锂电池的首次效率、循环性能等。
负极材料占锂电池成本的6%~10%。
目前市场上的负极材料大多采用人造石墨和天然石墨，今天我们就来介绍人造石墨的生产工艺。
人造石墨需经过四个大工序、十余个小工序
人造石墨的骨料分为煤系、石油系以及煤和石油混合系三大类。
其中煤系针状焦、石油系针状焦以及石油焦应用最广：一般来讲，高比容量的负极采用针状焦作为原材料，普通比容量的负极采用价格更便宜的石油焦作为原料。
沥青则作为粘结剂。
图表人造石墨原材料分类
人造石墨是将骨料和粘结剂进行破碎、造粒、石墨化、筛分而制成。
基本的工序流程是一致的，但具体到每家企业的制备工艺，又都会有一定的差异。
以人造石墨出货量排名国内第一的江西紫宸为例，其人造石墨的制备工艺流程图如下：
图表江西紫宸人造石墨的生产工序
我们概述紫宸的生产工序大致如下：
（1）预处理
根据产品的不同，将石墨原料与沥青按不同比例混合，混合比例为100：（5~20），物料通过真空上料机转入料斗，然后由料斗放入空气流磨中进行气流磨粉，将5~10mm粒径的原辅料磨至5-10微米。
气流磨粉后采用旋风收尘器收集所需粒径物料，收尘率约为80%，尾气由滤芯过滤器过滤后排放，除尘效率大于99%。
滤芯材质为孔隙小于0.2微米的滤布，可将0.2微米以上的粉尘全部拦截。
风机控制整个系统呈负压状态。
（2）造粒
造粒分为热解工序和球磨筛选工序。
热解工序：将中间物料1投入反应釜中，用N2将反应釜内空气置换干净，反应釜密闭，在2.5Kg的压力条件下，按照温度曲线进行电加热，于200~300℃搅拌1-3h，而后继续加热至400-500℃，搅拌得到粒径在10-20mm的物料，降温出料，即中间物料2。
反应釜中挥发气由风机抽出，经冷凝罐冷凝，液态以焦油状凝结，气态废气由风机引出，经活性炭过滤后排空。
球磨筛分工序：真空进料，将中间物料2输送至球磨机进行机械球磨，10~20mm物料磨制成6~10微米粒径的物料。
球磨制得的粉料经管道输送至筛分机进行筛分，筛下物用自动打包计量装置进行计量包装，得到中间物料3。
筛上物由管道真空输送返回球磨机再次球磨。
球磨和筛分全部密闭进行，物料采用真空输送，气料通过空气喷吹震打分离，气料分离后的含尘废气通过滤芯过滤器过滤后车间排放。
（3）外协石墨化
石墨化工序采用外协加工的形式处理，将中间物料3就近委托碳素厂进行石墨化加工。
（4）球磨筛分
石墨化后的物料通过真空输送到球磨机，进行物理混合、球磨，使用270目的分子筛进行筛分，筛下物进行检验、计量、包装入库。
筛上物进一步球磨达到粒径要求后在进行筛分。
可以看出，从原料焦炭到最终的锂电池负极材料，中间需要经过四个大的工艺步骤（破碎、造粒、石墨化、筛分），此四大步又可细分为十余个小的工序，整体的制备流程是非常长的。
造粒、石墨化环节体现技术门槛
人造石墨的四大工序中，破碎和筛分相对简单，体现负极行业技术门槛和企业生产水平的主要是造粒和石墨化两个环节。
造粒：石墨颗粒的大小、分布和形貌影响着负极材料的多个性能指标。
总体来说，颗粒越小，倍率性能和循环寿命越好，但首次效率和压实密度越差，反之亦然，而合理的粒度分布（将大颗粒和小颗粒混合）可以提高负极的比容量；颗粒的形貌对倍率、低温性能等也有比较大的影响。
图表颗粒大小对倍率性能的影响
图表人造石墨的粒度分布
因此，负极企业需具备对颗粒粒度和形貌的设计和控制能力，以获得期望中的性能指标。
图表不同形貌的人造石墨
石墨化是人造石墨制备过程中另一个关键环节，这个环节的作用是将碳原子由热力学上不稳定的“二维无序重叠”排列转变为“三维有序重叠”排列。
人造石墨生产中最常用的石墨化炉是艾奇逊石墨化炉。
艾奇逊石墨化炉的问题是容易造成温度分布不均并产生热应力。
当炉温上升较快时，可能产生明显的外热内冷的情况，产生裂纹废品。
近年来另一种兴起的石墨化炉：内串炉也有不小的问题。
（如容易造成坩埚上石墨粉脱落引入杂质粉尘，同时产品在石墨化过程中所产生的挥发也不易排出，导致纯度不高）。
为了得到较好的石墨化效果，负极企业需要做好以下几个方面：
1、掌握向炉中装入电阻料和物料的方法（有卧装、立装、错位和混合装炉等），并能根据电阻料性能的不同调整物料间的距离；
2、针对石墨化炉容量和产品规格的不同，使用不同的通电曲线，控制石墨化过程中升温和降温的速率；
3、在特定情况下，在配料中添加催化剂，提高石墨化度，即“催化石墨化”。
图表工作中的石墨化炉
除此之外，原料品种（石油焦、针状焦、粘结剂）的选择和配比也是负极的一大核心技术。