碳内晶体排列混乱,孔隙较多,硬碳储钠容量优于软碳,因此成为理想的钠离子电池负极材料。
无定形碳,又称过渡态碳,是指石墨化晶体程度低、类似于非晶体形状(或无固定形状和周期性结构规律)的碳材料。无定形碳具有层间距大、微晶结构无序等特点,广泛应用于活性炭、燃料、冶金、钠离子电池等领域。
根据石墨化难度的不同,无定形碳可分为软碳和硬碳两类,其中软碳又称易石墨碳,是指高温处理后可石墨化的碳,硬碳又称非石墨碳,是指2800℃以上高温处理后不能石墨化的碳。硬碳内晶体排列混乱,孔隙较多。由于其结构特点,硬碳储钠容量优于软碳,成为理想的钠离子电池负极材料。
根据新思界产业研究中心发布的《中国无定形碳产业市场深度评估及2023-2027年投资可行性咨询报告》,目前人造石墨是锂离子电池负极的主流材料,约占2021年锂离子电池负极材料的83.5%,其次是天然石墨。相比之下,无定形碳在锂电池负极材料中所占比例较低,不到2.0%。近年来,电池制造商的研发重点逐渐转向锂离子电池和钠离子电池,这将为硬碳负极市场的发展提供广阔的空间。
碳是碳的同素异形体之一,主要包括木炭、焦炭、炭黑、骨炭、煤等产品。无定形碳是我国重要的能源来源。近年来,我国无定形碳市场供应相对稳定,部分产品产能过剩严重。以炭黑为例,炭黑生产企业众多,市场集中度高。主要生产企业有黑猫、龙星化工、山西安仑、卡博特、山西永东等。2021年,中国炭黑产业产量超过530.0万吨。
木炭是一种发展历史悠久、应用广泛的黑色多孔固体燃料,可作为金属冶炼和二氧化碳生产的干燥剂。2016-2021年,我国木炭应用需求较高,木炭表观消费量从91.6万吨增加到104.5万吨左右。但由于国家环保政策更加严格,供给侧结构改革不断深化,我国木炭行业产量呈下降趋势,2021年约80.0万吨。
新思界行业分析师表示,无定形碳是中国重要的能源来源,国内市场供应充足。在日益严格的环境监管背景下,无定形碳产业结构将继续优化。硬碳是一种无定形碳。作为理想的钠电池负极材料,随着钠电池出货量的增加,硬碳材料的应用预计将增加。目前,与钠电池硬碳负极相关的企业有鹏辉能源、贝特瑞、杉杉等。
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