【原创】技术“卡脖子”,价格却一年翻两倍!导电炭黑,实现国产替代难在哪?


来源:中国粉体网   昧光

[导读]  一文了解,导电炭黑市场、研发、技术。

中国粉体网讯 导电炭黑是一种典型的特种炭黑,因其良好的导电性能和较高的性价比,广泛应用于导电和防静电制品中。当前导电炭黑在能源领域,如(动力)锂离子电池、铅酸电池和超级电容器中也越来越受到青睐。


 

炭黑 图源:博拉炭黑


铅酸电池 图源:博拉炭黑

 

1导电炭黑市场机遇

 

2021年在储能、动力市场的高速增长带动下,锂电用导电炭黑供不应求,预计随着新能源汽车及储能需求的持续高增,导电炭黑紧缺程度将不断加剧,为国内企业转型创造了很好的发展期,是实现技术产能突破,加速国产替代的大好机会。

 

据了解,截至2022年7月15日,导电炭黑SP价格已由2021年9月的5万元/吨上涨至16.5万元/吨。随着下游锂电池装机量快速提升,导电炭黑需求大幅增长,锂电导电炭黑供给不足情况将日益凸显,价格会持续上涨。

 

2导电炭黑研发近况

 

据粉体网编辑了解,导电炭黑产品主要有副产炭黑(重油造气副产炭黑)、乙炔炭黑和炉法导电炭黑三大类型。目前,世界著名的炭黑公司博拉炭黑、卡博特、黑猫股份、永东股份等均有各自的导电炭黑产品,基于商业利益,各公司对相关技术资料严加保密,导致产品之间技术指标差异较大,甚至出现某些产品技术指标相似,但应用性能却相差很大。

 

从产品研发动态来看,国外企业处于领先地位。7月5日,卡博特发布一款适用于静电消散(ESD)的导电炭黑,应用在电子封装和静电放电可能对人身安全造成风险的环境。据黑猫股份公告,自主设计的核心反应炉和产线已经通过多轮工艺优化,自主研发的锂电级导电炭黑产品已给若干家锂电池厂家送样测试,正在等待测试结果。

 

3导电炭黑技术瓶颈

 

炭黑的实际性能取决于基本性质和分布水平。例如,炭黑基本粒子子大小、孔隙、结构和表面化学性质等。目前,被普遍认可的观点是,低比表面积、高吸油值、低金属离子含量是导电炭黑成功应用的核心技术指标。另外,从生产和应用工艺来看,炭黑的分布水平在很大程度上受到混合设备,配方(包含分散剂的选择)以及物理形态的影响,对导电性能也会产生影响。

 

炭黑的纯度和性能稳定性一向很重要。博拉炭黑公司认为,炭黑的纯度和性能稳定性是产品质量持续提升的关键因素。据粉体网编辑了解,博拉炭黑的导电炭黑,广泛用于静电消散(ESD)、电力电缆和导电涂层应用,在电缆半导体护套层、集成电路载体胶带和托盘、导电包装、防静电地板等细分领域,有丰富的产品经验。以博拉炭黑产品为例,其导电炭黑材料的粉体结构、表面形貌、纯度、流动性等指标都有很清晰的“应用厘定和功能指向”。另外,据博拉炭黑官网介绍,他们在制造炭黑过程中采用分布式控制系统,以确保产品符合最高的质量标准。因此,粉体网编辑认为,国内导电炭黑生产企业也应该加强对主要指标的把控力,追求炭黑品质的稳定性,主动优化生产系统的控制工艺,这或许都是企业立足特种炭黑市场的核心力量。

 

4导电炭黑粉体性质与导电功能

 

粒径及比表面积。炭黑粒径表示炭黑原生粒径,比表面积是指单位质量或单位体积内炭黑粒子表面积的总和。粒径小,比表面积大,具有更好的离子和电子导电能力,有利于电解质的吸附而提高离子电导率。

 

支链结构。支链结构能够与活性材料形成链式导电结构,增加导电接触点,有助于提高材料的电子导电率。

 

DBP吸收值(结构值)。炭黑的结构可以用DBP(邻苯二甲酸二丁酯)吸收值来测量。

 

表面官能团。表面官能团的多少决定了炭黑分散难易程度,官能团越多相对易分散,但过多又会减弱导电性能。

 

金属离子含量。金属离子含量过高会导致电池自放电现象,影响安全性能,一般锂电用导电炭黑金属离子含量要求较高,一般需小于10ppm。

 

结语

 

目前,国内导电炭黑的生产水平已临近突破的“边缘”,尤其是锂电级炭黑材料,格外让人期待。下一步,在导电炭黑实现研发突破和产能扩张的同时,细分产品的研发,产品质量的稳定性也都是打开市场的关键要素,是进一步实现国产导电炭黑替代的必由之路。

 

信息来源:博拉中国、卡博特、黑猫股份、华创证券、西南科技大学等

 

(中国粉体网编辑整理/昧光)

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!

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作者:昧光

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