1. 리튬 배터리 음극 적용 분야:
현재 상용화된 양극재는 주로 천연흑연과 인조흑연입니다. 침상코크스는 흑연화가 용이하여 고품질 인조흑연 원료로 사용됩니다. 흑연화 후에는 뚜렷한 섬유 구조와 우수한 흑연 미세결정 구조를 나타냅니다. 입자의 장축 방향으로는 우수한 전기 및 열전도율과 낮은 열팽창 계수를 갖는 장점이 있습니다. 침상코크스를 분쇄, 분류, 성형, 과립화 및 흑연화하여 결정화도와 흑연화도가 높고 거의 완벽한 흑연 층상 구조를 갖는 인조흑연 소재를 얻을 수 있습니다.
최근 몇 년간 신에너지 자동차 산업이 급속도로 발전해 왔습니다. 2022년 1월부터 9월까지 우리나라의 누적 전력 배터리 생산량은 372GWh로 전년 동기 대비 176% 증가했습니다. 중국자동차협회는 2022년 전기차 총 판매량이 550만 대에 달하고, 연간 전기차 보급률은 20%를 넘어설 것으로 예측하고 있습니다. 국제적인 '내연기관 금지 레드라인'과 국내 '탄소 이중 목표' 정책의 영향으로 전 세계 리튬 배터리 수요는 2025년 3,008GWh에, 니들 코크스 수요는 404만 톤에 이를 것으로 전망됩니다.
2. 흑연 전극 응용 분야:
니들 코크스는 고출력/초고출력 흑연 전극 제조에 사용되는 고품질 소재입니다. 니들 코크스는 잘 발달된 섬유질 조직 구조와 큰 입자 길이 대 폭 비율을 특징으로 합니다. 압출 성형 과정에서 대부분의 입자의 긴 축이 압출 방향을 따라 배열됩니다. 니들 코크스를 사용하여 고출력/초고출력 흑연 전극을 생산하면 낮은 저항, 낮은 열팽창 계수, 우수한 열충격 저항성, 낮은 전극 소모량 및 높은 허용 전류 밀도와 같은 장점을 얻을 수 있습니다. 석탄계 및 석유계 니들 코크스는 각각 고유한 성능 특성을 가지고 있습니다. 침상 코크스의 성능을 비교할 때, 진밀도, 탭 밀도, 분말 저항률, 회분 함량, 황 함량, 질소 함량 외에도, 종횡비, 입자 크기 분포와 같은 기존의 성능 지표들을 비교하는 것 외에도, 열팽창 계수, 저항률, 압축 강도, 겉보기 밀도, 진밀도, 겉보기 팽창률, 이방성, 자유 상태에서의 팽창률, 구속 상태에서의 팽창률, 팽창 및 수축 시 온도 범위 등과 같은 특성 지표의 분석 및 평가에도 주의를 기울여야 합니다. 이러한 특성 지표들은 흑연 전극 생산 공정의 공정 변수를 조정하고 흑연 전극의 성능을 제어하는 데 매우 중요합니다. 전반적으로, 유성 침상 코크스의 성능이 석탄성 침상 코크스보다 약간 더 우수합니다.
해외 탄소 기업들은 대규모 초고출력(UHP) 및 고압(HP) 흑연 전극 생산의 주원료로 고품질 유류 침상 코크스를 선택하는 경우가 많습니다. 일본 탄소 기업들도 석탄 기반 침상 코크스를 원료로 사용하지만, 직경 600mm 이하의 흑연 전극 생산에만 사용합니다. 우리나라의 침상 코크스 산업 생산은 해외 기업에 비해 늦었지만, 최근 몇 년 동안 빠르게 발전하여 점차 자리를 잡아가고 있습니다. 현재 우리나라의 고출력 흑연 전극 집합체는 주로 석탄 기반 침상 코크스로 구성되어 있습니다. 총 생산량 측면에서 국내 침상 코크스 생산 시설은 탄소 기업들의 고출력/초고출력 흑연 전극 생산 수요를 충분히 충족할 수 있습니다. 그러나 침상 코크스의 품질 면에서는 여전히 해외 기업과 격차가 존재합니다. 대규모 초고출력 흑연 전극 원료, 특히 고출력/초고출력 흑연 전극 집합체는 여전히 수입 침상 코크스에 의존하고 있습니다.
2021년 국내 철강 생산량은 10억 3,700만 톤에 달할 것으로 예상되며, 이 중 전기로 제강 비중은 10% 미만입니다. 산업정보화부는 2025년까지 전기로 제강 비중을 15% 이상으로 끌어올리는 것을 목표로 하고 있으며, 전국철강협회는 2050년에는 30%, 2060년에는 60%까지 증가할 것으로 전망하고 있습니다. 전기로 제강 비중 증가는 흑연 전극 수요 증가와 더불어 니들 코크스 수요 증가로 이어질 것입니다.
게시 시간: 2022년 11월 23일