相关报告《中国高纯碳粉行业市场全景评估研及发展战略规划报告》

高纯碳粉行业市场定义

‍

高纯度炭粉乃是一类矿物颗粒状物，其主要构成物质即为单纯的碳元素。此物性质松软、呈现出黑灰之色，且具有一定的油腻感。为了获得高纯度的炭粉，通常会选择使用较低纯度的炭粉作为原材料，再借助专门的提纯工艺来制得纯度达到5N以及以上级别的高纯度炭粉。这种高纯度炭粉在诸多领域中都具备广泛的运用，尤其是在锂离子电池负极材料、电子设备配件等产业界，更是不可或缺的重要材料。值得注意的是，这其中的加工与制备环节，涉及到了诸如纳米级别分散处理技术、高分子化学原理应用、物理化学原理解析、材料化学理论指导、复合材料科学研究等等多个学术领域的知识体系，因此，可以毫不夸张地说，这是国际范围内公认的顶尖高新科技制品。

高纯碳粉应用领域

高纯度碳粉在众多应用领域有着无可替代的地位，其适用范围涵盖了诸如电池制造材料、电子设备所需原材料、催化反应过程中的必需材料、高端涂料及油墨产品、复合型材料（如碳纤维增强塑料）、新型陶瓷制品以及新兴的气凝胶等等。在科技日新月异发展的今日，人们对更高档次高纯度碳粉的需求也愈发强烈。因此可预计，未来高纯度碳粉的应用领域将不断扩大并深化，为人类社会带来更多贡献。

1. 电池材料领域：高纯度碳粉末在电池制造过程中占据着至关重要的位置。对于锂离子电池而言，这种高纯度碳粉末不仅能够以负极材料的身份出现，同时也能贡献卓越的电导率及循环稳定性，进而大幅提升电池使用寿命；另外，在燃料电池方面，高纯度碳粉末同样被用来制作电极材料，使得燃料电池的效率及性能得到显著提高。

2. 电子材料领域：高纯度碳粉末在当今的电子行业中拥有极为宽广的应用空间。其主要用途包括了用于生产导电墨水，覆盖印刷电路板以及柔性电子设备在内的众多环节；除此之外，高纯度碳粉末还是电子封装材料的翘楚，能同时提供电磁屏蔽以及优秀的导热性能。

3. 催化剂领域：高纯度碳粉末在催化剂领域居功至伟。它可以用作负载型催化剂的承载平台，因而能带来更大的表面积和更优良的物理化学特性。与此同时，高纯度碳粉末还可以与其他催化剂材料交相辉映，从而大幅度提高催化剂的催化效能及选择性能。

4. 涂料和油墨领域：高纯度碳粉末被广泛应用于制造高品质的涂料及油墨产品。在涂料方面，高纯度碳粉末因其具备杰出的导电性以及抗静电性能而成为防腐涂料及防静电涂料的核心成分；至于油墨领域，高纯度碳粉末则能为印刷及染料工业提供出色的黑色色素效果。

5. 复合材料领域：高纯度碳粉末能与其他材料形成完美搭档，共同打造出性能卓绝的复合材料。举例来说，将高纯度碳粉末融入到聚合物类材料中，便可孕育出具备卓越导电性能且强度飙升的全新材料，适用于生产各类电子零部件以及结构材料。

6. 陶瓷材料领域：高纯度碳粉末在制备陶瓷材料方面同样大展拳脚。只需将高纯度碳粉末与陶瓷原材料进行精心调配，然后在高温环境下完成烧结工序，即可制得性能优异且导电性极佳的陶瓷材料。这类材料被广泛运用于电子陶瓷、结构陶瓷以及耐火材料等诸多领域。

7. 气凝胶领域：高纯度碳粉末亦能大显身手于气凝胶材料的研发制造。气凝胶是一种特性独特的材料，具备超级低密度、高比表面积以及优越导电性等优势，展现出令人瞩目的广阔应用潜力。高纯度碳粉末则相当于气凝胶的“种子”，经过炭化以及活化等精细工艺流程处理后，我们就能生成出性能卓越的气凝胶材料。

图表：高纯碳粉应用领域

资料来源：智研瞻产业研究院整理

高纯碳粉制备

从20世纪50年代开始，半导体材料被开发出来，开启了第三代半导体时代。碳化硅(SiC)具有许多优异的性能，使其成为基于宽带隙半导体的高温、高压、大功率和高频电子器件和传感器的理想材料。同时，近年来，高纯度SiC粉体的制备成为半导体领域的研究热点。

目前，SiC晶体生长的主要方法仍然是物理气相输运(PVT)，而通过PVT生长高纯SiC晶体的关键在于生长环境和粉末的纯度，因为其中所含的杂质会直接影响生长晶体的电学特性。制备SiC粉的原料为高纯Si粉和高纯C粉，C粉的纯度将直接影响SiC粉的纯度。

用于碳粉生产的原料通常包括片状石墨、石油焦和微晶石墨。石墨纯度越高，使用价值越高。

高纯石墨粉作为碳化硅单晶的原料，属于易耗品。用于碳化硅单晶的高纯石墨粉不仅对碳含量有一定的要求，而且严格控制三种关键元素，即硼、铝和钒，因为这三种元素很容易取代Si和C原子，从而影响能带结构，通过释放电子或空穴对电阻率有重要影响。另外，在制备高纯度半绝缘碳化硅单晶时，必须严格控制石墨粉中氮的浓度，因为N是碳化硅单晶中的浅层供体杂质，如果氮浓度超标，会增加制备半绝缘碳化硅单晶的难度。

石墨的提纯方法可分为物理法和化学法。物理提纯方法包括浮选和高温提纯，化学提纯方法包括酸碱法、氢氟酸法和氯化物焙烧法。

其中高温净化法是根据石墨的高熔点和高沸点，根据杂质与石墨的熔点差异进行净化。具体方法为:将待纯化的石墨粉加入石墨化石墨坩埚中，利用专用设备将温度提高到2700℃，使石墨中沸点低的杂质气化排出，对石墨进行提纯，纯度可达4N5以上。

高纯碳粉的关键技术是微量杂质的去除。结合化学提纯和高温提纯的特点，采用独特的分段复合高温热化学提纯工艺，提纯高纯碳粉材料，产品纯度可达6N以上。

高纯碳粉行业产业链

高纯碳粉行业市场上中下游包括生产、销售和应用三个环节。其中，生产环节主要包括原材料采购、生产加工等；销售环节主要包括销售渠道建设、市场推广等；应用环节主要包括产品应用、技术支持等。

图表:高纯碳粉行业市场产业链图解

资料来源：智研瞻产业研究院整理

高纯碳粉行业市场现状

现阶段，包括德国西格里以及美国美尔森在内的国际知名企业已经成功摸索出高纯度碳粉的提纯技术，而在国内，专精特新的领军企业——楚江新材旗下的顶立科技也已掌握了对6N级别的碳粉进行提纯处理的成熟技术。

值得称赞的是，顶立科技作为楚江新材的子公司，已经被工业和信息化部认定为我国第三批具有专业特色优势的“小巨人”企业，同时也是国家评定的“专精特新”重点小巨人企业。这家公司致力于紧扣国家重大战略需求，运用先进的技术手段成功破解了我国热工设备与新型材料领域的瓶颈问题，取得了一系列令人瞩目的科技创新成果。目前为止，该公司已经成为我国遥感卫星、大型商用飞机以及高速铁路建设等领域专用热工设备的核心研制单位之一。

顶立科技在超高纯碳粉制作工艺方面的突破同样引人注目，该项技术已经成功应用于第三代半导体材料—碳化硅的生产过程中，并且已经开始步入小规模量产阶段。在此基础上，该公司正在全力以赴地加快推动高纯度碳粉的产业化进程，并且主动开拓“四高两涂”（即高温、高压、高韧性和高导电率，涂层和涂覆）相关的技术和产品研发工作。

展望未来，随着我国新能源汽车、5G通讯、太阳能电站、轨道交通系统、智能电网设施、航空航天工程等各个行业的飞速发展，相信我国的碳化硅材料产业规模和技术水平必将得到更为显著的提升，从而致使市场对于高纯度碳粉的需求和对其生产质量的标准也将水涨船高。

高纯碳粉行业市场规模

统计数据显示，2018年中国高纯碳粉行业市场规模1.2亿元，2023年H1中国高纯碳粉行业市场规模0.85亿元。2018-2023年H1中国高纯碳粉行业市场规模如下：

图表：2018-2023年H1中国高纯碳粉行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院

高纯碳粉行业市场规模预测

预测， 2029年中国高纯碳粉行业市场规模2.6亿元。中国高纯碳粉行业市场规模预测如下：

图表：中国高纯碳粉行业市场规模预测（2023-2029年）

数据来源：智研瞻产业研究院

高纯碳粉行业市场存在的问题

图表：高纯碳粉行业市场存在的问题

资料来源：智研瞻产业研究院整理

高纯碳粉行业市场发展前景预测

高纯碳粉这一物质在锂离子电池负极材料、电子元器件等各个行业中有着颇广泛的应用。值得注意的是，虽然高纯碳粉的制作工艺运转起来颇为纷繁复杂，但是它所涉及到的科学知识却是由纳米分撒技术、高分子化学、物理化学、材料化学、复合材料等诸多专业学科共同构筑而成的，因此可以说高纯碳粉是国际学术界普遍认可的前沿科技产品。在此基础上，高端碳粉市场的主要聚集地位于欧洲、美国以及日本这三个经济体之中。另外，从消费层面上看，中国以其占据全球45%的高纯碳粉消耗量这一指标，毫无疑问足以跻身全球高纯碳粉消费大国的行列。近年来，中国逐渐崛起成为顶级碳粉需求增长速度最快的市场之一，其发展势头之迅猛，用量增长速度之快已经令人瞩目。

高纯碳粉作为一种极为重要的原材料，在众多领域中的应用不可或缺。然而，要想大规模制备出高品质的高纯碳粉产品并非易事，它通常需要历经多个环节、多个步骤才能实现。然而随着科学技术的不断进步与发展，我们预期在不久的将来，高纯碳粉的应用领域将会进一步拓宽，以满足更多不同行业对于高精度、高性能材料的需求。