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。構造は流動的な質感があり、穴は大きいものの数は少なく、形状はやや楕円形です。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。
原料の違いにより、ニードルコークスは石油系ニードルコークスと石炭系ニードルコークスに分類される。石油残渣から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であり、コールタールピッチとその留分から製造されるニードルコークスは石炭系ニードルコークスである。
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、揮発性物質、灰分含有量、熱膨張係数、抵抗率、振動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（優良グレード）、ファーストグレード、セカンドグレードに分類されます。
石炭由来のニードルコークスと石油由来のニードルコークスの性能の違いには、以下の点が挙げられます。
1. 同じ条件下では、油ニードルコークスから作られた黒鉛電極は、石炭ニードルコークスから作られたものよりも成形しやすい。
2. 黒鉛製品を製造した後、石油系ニードルコークスの黒鉛化製品の密度と強度は、石炭系ニードルコークスのそれよりもわずかに高いが、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、油針状コークスの黒鉛化生成物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、油ニードルコークスの黒鉛化製品の比抵抗は、石炭ニードルコークス製品の比抵抗よりもわずかに高い。
5. 最も重要なのは、高温黒鉛化の過程で温度が1500～2000℃に達すると石炭計量ニードルコークスが膨張するため、温度上昇率を厳密に制御し、急激な温度上昇を避け、連続黒鉛化プロセスでの製造は避けるのが最善であるということです。石炭計量ニードルコークスは添加剤を加えて膨張を制御することで、膨張率を低減できます。しかし、石油ニードルコークスを実現するのはより困難です。
6. 焼成油ニードルコークスは、より小さなコークスと微細な粒子サイズを持つ一方、石炭ニードルコークスは含有量が少なく、粒子サイズが大きい（35～40 mm）ため、配合の粒子サイズの要件を満たすことができますが、使用者にとって困難が生じます。
7. 日本石油コークス株式会社の紹介によると、石油ニードルコークスの組成は石炭ニードルコークスよりも単純であるため、コークス化と加熱時間の制御が容易であると考えられています。
上記から、石油系ニードルコークスは、低比重、低強度、低熱膨張係数、低比抵抗の4つの低特性を有しており、最初の2つは黒鉛製品に対して低く、最後の2つは黒鉛製品に対して低いことが有利である。総合的に見て、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に対して明確な品質要求を持っており、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としてのニードルコークスの需要はより多様で、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コストパフォーマンスの高い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、国内企業は比較的少ない。現在、国内の石油ニードルコークスの主流生産企業には、濰坊富美新能源、山東靖陽、山東宜達、錦州石油化工、山東連花、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。石炭系ニードルコークスの主流生産企業には、宝武炭素材料、宝泰隆技術、鞍山開放炭素、鞍山化学、方大西科莫、山西マクロ、河南開放炭素、徐陽グループ、棗荘振興、寧夏百川、唐山東日新能源、太原盛旭などがある。
投稿日時：2021年10月19日