Le coke d'aiguille est une variété de haute qualité, largement développée dans le secteur des matériaux carbonés. Il se présente sous la forme d'un solide poreux, gris argenté à l'éclat métallique. Sa structure, légèrement ovale, présente une texture fluide et des pores peu nombreux mais de grande taille. Il constitue la matière première pour la fabrication de produits carbonés haut de gamme tels que les électrodes à très haute puissance, les matériaux carbonés spéciaux, les fibres de carbone et leurs composites.
Selon les matières premières utilisées, le coke d'aiguille se divise en deux catégories : le coke d'aiguille d'huile et le coke d'aiguille de charbon. Le coke d'aiguille produit à partir de résidus pétroliers est appelé coke d'aiguille d'huile. Le coke d'aiguille produit à partir de brai de goudron de houille et de ses fractions est appelé coke d'aiguille de charbon.
Les indices qui affectent la qualité du coke d'aiguille comprennent la densité réelle, la teneur en soufre, la teneur en azote, les matières volatiles, la teneur en cendres, le coefficient de dilatation thermique, la résistivité, la densité vibratoire, etc. En raison des différents coefficients d'indices spécifiques, le coke d'aiguille peut être divisé en super qualité (qualité excellente), première qualité et deuxième qualité.
Les différences de performance entre le coke d'aiguille de charbon et le coke d'aiguille de pétrole comprennent les points suivants.
1. Dans les mêmes conditions, l'électrode en graphite fabriquée à partir de coke d'aiguilles de pétrole est plus facile à façonner que celle fabriquée à partir de coke d'aiguilles de charbon.
2. Après la fabrication de produits en graphite, la densité et la résistance des produits graphitisés du coke d'aiguilles de la série pétrolière sont légèrement supérieures à celles du coke d'aiguilles de la série charbon, ce qui est dû à l'expansion du coke d'aiguilles de la série charbon pendant la graphitisation.
3. Dans l'utilisation spécifique d'une électrode en graphite, le produit graphitisé du coke d'aiguilles de pétrole a un coefficient de dilatation thermique plus faible.
4. En termes d'indices physiques et chimiques de l'électrode de graphite, la résistance spécifique du produit graphitisé du coke d'aiguilles de pétrole est légèrement supérieure à celle du produit du coke d'aiguilles de charbon.
5. Le point le plus important est que le coke d'aiguilles issu de gisements de charbon se dilate lorsque la température atteint 1500-2000 °C lors de la graphitisation à haute température. Il est donc impératif de contrôler strictement la vitesse de montée en température et d'éviter une augmentation trop rapide. Il est préférable de ne pas utiliser le procédé de graphitisation en série. L'ajout d'additifs au coke d'aiguilles issu de gisements de charbon permet de contrôler sa dilatation et d'en réduire la vitesse. Cependant, l'obtention de coke d'aiguilles à base d'huile s'avère plus complexe.
6. Le coke d'aiguilles d'huile calcinée contient plus de petits cokes et une taille de particules fines, tandis que le coke d'aiguilles de charbon a une teneur moindre et une taille de particules plus grande (35 à 40 mm), ce qui peut répondre aux exigences de la taille des particules de la formule, mais cela pose des difficultés aux utilisateurs.
7. Selon l'introduction de la Japan Petroleum Coke Company, on pense que la composition du coke d'aiguilles de pétrole est plus simple que celle du coke d'aiguilles de charbon, il est donc facile de contrôler le temps de cokéfaction et de chauffage.
D'après ce qui précède, le coke d'aiguilles de pétrole présente quatre inconvénients majeurs : une faible densité apparente, une faible résistance mécanique, un faible coefficient de dilatation thermique et une faible résistivité. Les deux premiers inconvénients favorisent la formation de graphite, tandis que les deux derniers sont un atout. Globalement, les performances du coke d'aiguilles de pétrole sont supérieures à celles du coke d'aiguilles de charbon, et ses applications sont plus nombreuses.
Actuellement, les électrodes en graphite constituent le principal débouché pour le coke d'aiguille, représentant environ 60 % de ses applications totales. Les entreprises du secteur des électrodes ont des exigences de qualité bien définies pour ce coke, sans exigence particulière. La demande en coke d'aiguille pour les anodes des batteries lithium-ion est plus diversifiée : le marché des batteries numériques haut de gamme privilégie le coke cuit à l'huile, tandis que le marché des batteries de puissance est davantage tributaire d'un coke offrant un meilleur rapport qualité-prix.
La production de coke d'aiguille nécessite une certaine expertise technique, ce qui explique la relative rareté des entreprises nationales productrices. Actuellement, les principales entreprises chinoises de production de coke d'aiguille pour le pétrole comprennent : Weifang Fumei New Energy, Shandong Jingyang, Shandong Yida, Jinzhou Petrochemical, Shandong Lianhua, Bora Biological, Sinopec Jinling Petrochemical et Maoming Petrochemical. Quant aux principales entreprises productrices de coke d'aiguille pour le charbon, on peut citer : Baowu Carbon Material, Baotailong Technology, Anshan Open Carbon, Anshan Chemical, Fang Daxi Ke Mo, Shanxi Macro, Henan Open Carbon, Xuyang Group, Zaozhuang Revitalization, Ningxia Baichuan, Tangshan Dongri New Energy et Taiyuan Shengxu.
Date de publication : 19 octobre 2021