中國儲能網(wǎng)訊：于清教認為，石墨烯在電池技術上的運用將給電池產業(yè)帶來大變革，但目前石墨烯電池尚未真正走進市場，在人才培養(yǎng)、技術積累、盈利模式、品牌樹立等方面，仍有很長一段路要走。
2017年8月21日，幾位在石墨烯產業(yè)化應用及發(fā)展領域有突出貢獻和獨到見解的專家就“軍民融合·石墨烯產業(yè)化的今天與明天”這一主題進行了探討。
自從2004年被發(fā)現(xiàn)以來，石墨烯因其獨特的性能優(yōu)勢引起了各界的高度關注。石墨烯墨烯是歷史上發(fā)現(xiàn)的首個二維原子晶體，接近透明卻異常柔韌，是目前發(fā)現(xiàn)的最薄，強度最大，導電導熱性能最強的一種新型材料，那么這些爆表的性能能夠給石墨烯的產業(yè)化發(fā)展打開哪些產業(yè)化之路呢？石墨烯的產業(yè)化前景如何？
中國石墨烯產業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副秘書長侯士峰博士
中國石墨烯產業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副秘書長侯士峰博士認為，石墨烯作為21世紀最具創(chuàng)新價值的超級新材料，在航空航天、太陽能電池、納米電子學、高性能納米電子器件、生物醫(yī)療、復合材料、場發(fā)射材料、氣體傳感器及能量存儲等專業(yè)科學領域都具有廣泛的應用前景。利用石墨烯復合材料生產出來的汽車電池，有望達到這樣驚人的效果：只充電幾分鐘，就可以讓汽車連續(xù)開行1000公里。這種技術在已經(jīng)在某些國家的科研機構有所開展。
在侯士峰看來，目前制約石墨烯應用的“痛點”，除了漫長的產品研發(fā)周期以及巨大的前期成本投入外，還存在不知道該如何將石墨烯與自身產品進行有效結合的問題，存在應用市場大、實際需求小等矛盾。軍民融合產業(yè)聯(lián)盟橫跨政、產、學、研、軍用、民用、金融等多方集合，有效整合企業(yè)、高校和科研機構等圍繞軍民融合產業(yè)技術創(chuàng)新的關鍵問題，促進石墨烯在低成本生產、軍工、新能源等領域的推廣，在此基礎上，聯(lián)盟將定期開展石墨烯研發(fā)、生產、應用企業(yè)的融合對接，減少企業(yè)摸索的時間與成本，真正做出大家看得見摸得著的石墨烯產品。
上海華烯生物科技有限公司董事長趙猛博士
上海華烯生物科技有限公司董事長趙猛博士介紹，全球石墨烯產業(yè)化發(fā)展形勢大好。石墨烯作為21世紀的新材料之王，它的出現(xiàn)必然會因其全世界的關注，這幾年全球各國都在積極布局這一有望改變未來的領域，美國作為科技強國自然不會放過這個難得的機會，包括IMB，因特爾，波音等國際大公司，開始投入大量的科研力量進行石墨烯的研發(fā)。歐盟更是將石墨烯列為未來新興技術旗艦項目之一，計劃是年內提供十億歐元資助，將石墨烯研究提升至戰(zhàn)略高度。在亞洲石墨烯的發(fā)展也極其活躍，韓國預計2012年至2018年，向石墨烯領域提供總額為五億美元的資助，三星則在手機石墨烯芯片的應用上投入巨大研發(fā)力量，日本眾多企業(yè)如日立、索尼、東芝等也投入了大量資金和人力從事石墨烯的基礎研究和應用開發(fā)。
石墨烯的相關研究也日益受到產油大國的高度重視，甚至上升到了國家政策的高度。在國內，《中國制造2025》，十三五規(guī)劃，《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，中國工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、科技部印發(fā)《關于加快石墨烯產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》，都在推進石墨烯產業(yè)快速發(fā)展。
中科院山西煤化所炭材料重點實驗室課題組組長陳成猛
“中國處于石墨烯技術領先者的位置，專利受理數(shù)量大幅領先于其他各國，但卻普遍存在低成本量產難、推廣成本大、上游強下游弱的不爭事實?！敝锌圃荷轿髅夯坎牧现攸c實驗室課題組組長陳成猛補充說，過去受限于工藝不成熟、市場不成熟、生產線能力不足等因素，石墨烯成本昂貴，曾一度高達黃金價錢的幾十倍，導致無法量產。
當然也有好的消息，陳成猛介紹，青島凱達宏業(yè)投資5000萬元開展了綠色、經(jīng)濟、便捷的高品質石墨烯工業(yè)化量產技術，將于近期建成并投產規(guī)模為100噸/年粉體級、500噸/年漿料級特種石墨烯生產線，并成功應用于超級電容器、鋰電池等產品的開發(fā)當中。目前國內能夠實現(xiàn)石墨烯工業(yè)化生產的企業(yè)很少，石墨烯成本實現(xiàn)大幅降低以后，石墨烯可以更多地應用到相關產品上。隨著石墨烯量產的實現(xiàn)，未來，石墨烯產業(yè)化道路越走越寬廣。
東南大學電子科學與工程學院副院長孫立濤教授
東南大學電子科學與工程學院副院長孫立濤教授介紹，中國是目前石墨烯的開發(fā)和應用最為活躍的國家之一。數(shù)據(jù)顯示，在所有國家中，中國無論是發(fā)表的石墨烯的專業(yè)論文、還是專利數(shù)量都是全球最多，世界上的第一條、第二條規(guī)?；氖┥a線也誕生在中國，與此同時，作為石墨烯原材料的石墨，中國也占到世界儲量的70%，這是我國石墨烯產業(yè)化發(fā)展的技術及資源優(yōu)勢。從政策環(huán)境來說，國家經(jīng)濟處在重要的戰(zhàn)略轉型期，要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，傳統(tǒng)材料面臨迭代升級，這也為石墨烯的產業(yè)化發(fā)展提供了一個機遇，剛才專家也提到了《中國制造2025》，十三五規(guī)劃等等，都為我國石墨烯的產業(yè)化提供了政策引導。
我國石墨烯近期主要應用于復合材料、導電導熱涂層、超級電容器、鋰離子電池等，未來進一步的發(fā)展可能是柔性顯示、太陽能、高性能芯片方面。孫立濤認為，從技術環(huán)境來看，石墨烯已經(jīng)過了炒作的最熱時期，很多公司已經(jīng)將注意力從石墨烯的制備轉移到終端應用，產業(yè)爆發(fā)點已經(jīng)形成。
青島普泰新材料科技發(fā)展有限公司董事長陳業(yè)新博士
“目前石墨烯的多項科研成果已經(jīng)碩果累累，在軍工尖端裝備、半導體、電力傳輸及電池等領域獲得了應用?！鼻鄭u普泰新材料科技發(fā)展有限公司董事長陳業(yè)新博士表示，“我們軍民融合產業(yè)聯(lián)盟的的多加理事單位經(jīng)過共同的努力，已經(jīng)在多領域多方向的石墨烯產業(yè)應用中突破了多項關鍵技術，占據(jù)全國乃至全球的產業(yè)創(chuàng)新制高點，連續(xù)開發(fā)突破了高品質低成本的適合批量化制備的石墨烯納米片制備技術及高品質低成本的適合批量化制備的石墨烯膜技術，開創(chuàng)了20多個石墨烯創(chuàng)新應用研究方向，開發(fā)了30余種新材料，多項石墨烯科技成果已經(jīng)在民用及軍工領域取得應用，實現(xiàn)了多領域的產業(yè)化應用。”
中國電池網(wǎng)創(chuàng)始人于清教表示，我國政府正把新能源汽車、儲能等作為新的工業(yè)政策“中國制造2025”的一部分，其中，新能源汽車保有量超過120萬輛。但隨著政策補貼退坡，新能源汽車市場的增速大不如前。而阻礙新能源汽車向私人領域全面普及的最主要因素就是動力電池的續(xù)航以及安全問題。
石墨烯作為近年來科學研究的新寵兒，具有良好的導電性能和倍率性能，將其應用于鋰離子電池負極材料中，可以大幅度提高負極材料的電容量和大倍率充放電性能。此外，石墨烯還可以用于改性其他非碳基負極材料。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面：1.石墨烯片層柔韌，可有效緩沖金屬類電極材料的體積膨脹；2.石墨烯優(yōu)異的導電性能可以增強金屬電極材料的電子傳輸能力；3.石墨烯表面的活化核點能控制在其表面生長的金屬氧化物顆粒保持在納米尺寸，改善材料的倍率性能；4.復合材料的比容量相對于純石墨烯有較大提高；5.金屬或金屬氧化物的納米顆粒能保護石墨烯表層，防止電解質插入石墨烯片層導致電極材料剝落現(xiàn)象。此外，石墨烯在鋰電池正極材料改性及導電添加劑方面也有應用。石墨烯二維高比表面積的特殊結構以及其優(yōu)異的電子傳輸能力，能有效改善正極材料的導電性能，提高鋰離子的擴散傳輸能力。用石墨烯代替天然石墨、Super P、乙炔黑等常用的電極材料導電添加劑，都能得到不錯的效果。
于清教認為，我國目前的動力電池企業(yè)，在產能和營收方面都取得了不錯的成績，但由于技術的困頓，在海外市場競爭力不足。可以預見，石墨烯在電池技術上的運用將給電池產業(yè)帶來大變革，但目前石墨烯電池尚未真正走進市場，在人才培養(yǎng)、技術積累、盈利模式、品牌樹立等方面，仍有很長一段路要走。
