ニードルコークスは、炭素材料分野で精力的に開発されている高品質な品種です。外観は銀灰色で金属光沢を持つ多孔質の固体です。構造は明確な流動性を持ち、穴は大きいものの数は少なく、やや楕円形をしています。超高出力電極、特殊炭素材料、炭素繊維、およびそれらの複合材料といったハイエンド炭素製品の製造原料として用いられます。
製造原料の違いにより、ニードルコークスは石油系と石炭系の2種類に分けられます。石油残渣を原料として製造されるニードルコークスは石油系ニードルコークスと呼ばれ、コールタールピッチとその分画物から製造される石炭系ニードルコークスは石炭系ニードルコークスと呼ばれます。
ニードルコークスの品質に影響を与える指標には、真密度、硫黄含有量、窒素含有量、揮発性成分、灰分含有量、熱膨張係数、電気抵抗率、振動固体密度などがあります。これらの指標係数の違いにより、ニードルコークスはスーパーグレード（最高級）、ファーストグレード、セカンドグレードに分類されます。
石炭用ニードルコークスと石油用ニードルコークスの性能差には、以下の点が含まれます。
1. 同じ条件下では、性能面では、油系ニードルコークスから作られた黒鉛電極は、石炭系ニードルコークスから作られた黒鉛電極よりも形成しやすい。
2. 黒鉛製品の製造後、石油系ニードルコークスの黒鉛化製品は、石炭系ニードルコークスの黒鉛化製品よりもわずかに密度と強度が高いが、これは石炭系ニードルコークスが黒鉛化中に膨張することに起因する。
3. グラファイト電極の具体的な用途において、油ニードルコークスを用いた黒鉛化製品は熱膨張係数が低い。
4. グラファイト電極の物理的および化学的指標に関して、石油系ニードルコークスの黒鉛化製品の比抵抗は、石炭系ニードルコークス製品の比抵抗よりもわずかに高い。
5. 最も重要なことは、石炭計量ニードルコークスは高温黒鉛化の過程で膨張し、温度が1500～2000℃に達すると、温度上昇速度を厳密に制御し、急激な加熱を避ける必要があるということです。連続黒鉛化プロセスでの製造は避けるのが最善です。石炭計量ニードルコークスは添加剤を加えることで膨張を制御し、膨張率を低減できます。しかし、石油ベースのニードルコークスでは、これを実現するのはより困難です。
6. 焼成油システムは、より細かいコークス含有量とより細かい粒径を有していますが、石炭計量針は、コークス含有量が少なく、粒径が大きい（35～40 mm）ため、配合の粒径要件を満たすことができますが、ユーザーによる粉砕が困難になります。
7. 日本石油コークス株式会社によると、石油系ニードルコークスの組成は石炭系ニードルコークスの組成よりも単純であるため、コークス化工程中の制御が容易であると考えられている。
上記の観点から、石油系ニードルコークスは、比重、強度、熱膨張係数、比抵抗の4つの低特性を有しており、最初の2つは黒鉛製品に低く、最後の2つは黒鉛製品に低いという点で好ましい。一般的に、石油系ニードルコークスの性能指標は石炭系ニードルコークスよりも優れており、用途の需要も高い。
現在、ニードルコークスの主な需要市場は黒鉛電極であり、ニードルコークスの全用途の約60%を占めています。電極メーカーはニードルコークスの品質について明確な要求を持っており、個別の品質要求はありません。リチウムイオン電池の負極材はニードルコークスに対する需要がより多様で、ハイエンドデジタル市場では油焼コークスが好まれ、パワーバッテリー市場ではよりコスト効率の良い原料コークスへの依存度が高まっています。
ニードルコークスの製造には一定の技術的ハードルがあるため、国内企業は少ない。現在、国内の主要な石油系ニードルコークスメーカーには、山東靖陽、山東宜達、錦州石油化工、山東連華、博羅生物、濰坊富美新能源、山東宜威、中国石油化工金陵石油化工、茂名石油化工などがある。石炭用ニードルコークスの主な生産者は、宝武炭素材料、宝泰隆科技、鞍山開灘、鞍鋼化工、方大西科墨、山西宏特、河南開灘、徐陽集団、棗荘振興、寧夏百川、唐山東日新能源、太原盛旭などである。
投稿日時：2022年12月2日