無定形碳又稱為過渡態碳,是指石墨化晶化程度很低,近似非晶形態(或無固定形狀和周期性的結構規律)的碳材料。無定形碳具有層間距大、微晶結構無序等特點,在活性炭、燃料、冶金、鈉離子電池等領域應用廣泛。
根據石墨化難易程度不同,無定形碳可分為軟碳和硬碳兩大類,其中軟碳又稱為易石墨化碳,是指經高溫處理后可以石墨化的碳,硬碳又稱為非石墨化碳,是指是在2800攝氏度以上高溫處理后不能石墨化的碳。硬碳內部晶體排布雜亂無序,孔隙更多,由于結構特點,硬碳儲鈉容量優于軟碳,因此成為理想的鈉離子電池負極材料。
根據新思界產業研究中心發布的《
中國無定形碳行業市場深度評估及2023-2027年投資可行性咨詢報告》顯示,目前人造石墨是鋰離子電池負極主流材料,2021年約占鋰離子電池負極材料的83.5%,其次是天然石墨。相比之下,無定形碳在鋰電池負極材料中的占比較低,不足2.0%。由于鋰礦價格居高不下,近年來,電池廠商研發重點逐漸向鋰離子電池向鈉離子電池轉移,這將為硬碳負極市場發展提供廣闊空間。
無定形碳是碳的同素異形體之一,主要包括木炭、焦炭、炭黑、骨炭、煤等產品。無定形碳是國內重要能源來源,近年來,我國無定形碳市場供應較為穩定,部分產品產能過剩現象嚴重。以炭黑為例,炭黑生產企業眾多,市場集中度較高,主要生產企業有黑貓股份、龍星化工、山西安侖、卡博特、山西永東等,2021年,我國炭黑行業產量達到530.0萬噸以上。
木炭是一種黑色多孔固體燃料,其發展歷史悠久,應用場景廣泛,可作為干燥劑用于金屬冶煉及二氧化碳生產。我國木炭應用需求較高,2016-2021年,木炭表觀消費量從91.6萬噸增長至104.5萬噸左右。但由于國家環保政策趨嚴、供給側結構改革不斷深入,我國木炭行業產量呈下降趨勢,2021年在80.0萬噸左右。
新思界
行業分析人士表示,無定形碳是國內重要能源來源,國內市場供應充足,在環保監管日益嚴格背景下,無定形碳產業結構將持續優化。硬碳是無定形碳的一種,作為理想的鈉電池負極材料,隨著鈉電池出貨量增長,硬碳材料應用占比有望提升,目前鈉電池硬碳負極相關企業有鵬輝能源、貝特瑞、杉杉股份等。