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石墨烯产业发展热潮不减 亟需打开动力电池市场应用

2017-10-11 中国能源报 作者:何英

“中国已成为全球石墨烯商业化发展的龙头,面向工业界的石墨烯发展基本都在中国。就全球态势来看,产业领先在中国,研发领先在欧洲。”中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春在9月24日召开的2017中国国际石墨烯创新大会上如此定调中国石墨烯产业。

作为石墨烯发展的风向标,中国国际石墨烯创新大会折射了石墨烯的产业发展。采访中,不少专家、学者、企业家认为,今年与往年最大的不同表现在,一批企业开始沉下来心,扎实推进市场,做实际的应用,而投资者也趋于理性,“概念炒作少了,产品应用多了。”

“今年一个很大的变化是,市场趋于成熟、理性,现在有业界龙头、主板上市的企业进入这一领域潜水,他们很低调。“江苏省石墨烯产业技术创新战略联盟理事长、常州第六元素总经理瞿研告诉记者。

产业发展热潮不减

近几年石墨烯热潮下,中国成为全球石墨烯研究和应用开发最为活跃的国家之一。统计数据显示,2016年,我国石墨烯市场总体规模突破40亿元,石墨烯相关产品销售额达30亿元左右。据中国石墨烯产业技术创新战略联盟预测,2017年我国石墨烯市场规模将快速扩大,有望突破100亿元,成为全球最大的石墨烯消费国家。

与此同时,中国也在引领石墨烯材料的产业化,“造烯运动”遍布多地,各地政府纷纷上马建设各种石墨烯研究院及产业园。据不完全统计,目前国内有300余家企业从事石墨烯产品和生产设备开发,全国各地已有20家在建或已建成的石墨烯研究院或产业基地。

“目前来看,石墨烯真正成为领军者还是进行时,行业还处于并跑阶段,随着产业化的推进,一些企业会被淘汰出局。但这是产业发展的正常现象,行业会在优胜劣汰中发展壮大。”李义春的观点颇具代表性。

行业普遍认为,市场机制下行业整合将加速,技术实力强、资金雄厚、质量有保证的企业最终将脱颖而出。“这个行业会有一个大洗牌,大浪淘沙后,石墨烯产业才能真正蓬勃发展,步入良性发展轨道。”瞿研如是说。

应用推广难

2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•盖姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出石墨烯,并因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。自此之后,作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最好的一种新型纳米材料,石墨烯被寄予厚望,并获得了各路资本以及产业界一窝蜂式的涌入。

然而石墨烯看似花团锦簇,却面临应用这一最大瓶颈。据瞿研介绍,目前石墨烯制备产能充足,但应用市场并未完全打开,出现供应和需求之间的不匹配。不少接受采访的人士均表示,目前石墨烯面临的问题不是产能过剩,而是应用市场尚未打开,“找到性价比最高的地方拓展石墨烯的批量应用,是当务之急。”

“石墨烯的产业化难在推广,期间会遭遇到各种坎坷挫折。”东旭光电副总经理、石墨烯事业负责人王忠辉在接受记者采访时表示,东旭光电去年推出的石墨烯基锂离子电池“烯王”,“在跟客户做营销时,客户对产品表现得特别谨慎,需要在与客户之间的互动中逐渐导入,在销量上不会快速放量。”

对处于发展初期、尚显稚嫩的石墨烯产业,业内认为,下游企业接受有一个过程,要有足够的耐心,要留出足够时间来培育。

“目前,东旭在石墨烯领域投入不少于5亿元,正积极构建自身生态系统,一是从石墨烯基锂离子电池到新能源汽车的产业链闭环,一是以石墨烯散热大功率LED照明系列新品为核心依托的智慧城市。”王忠辉介绍了东旭石墨烯产业链发展的长远规划。

在拓展应用市场上,瞿研补充说,除了企业极力推进市场之外,政府也要发挥引导作用,“在开始的时候推一把,比如首台套工程、示范工程等,由政府营造使用新产品的创新环境。”

亟需打开动力电池市场应用

作为“工业味精”,石墨烯可应用的领域广泛,包括锂电池导电添加剂、超级电容器、防腐涂料、电加热和健康器材、触摸屏以及海水淡化等,而目前应用最广的当属锂电池导电添加剂。

“石墨烯添加剂的导电性能主要体现在两方面,一是与传统导电剂相比,减少了用量,二是提升电池活性物质比例,从而提高电池能量密度。”鸿纳新材料总经理肖峰对记者解释说,“目前很多动力电池厂商使用碳纳米管和石墨烯的复合导电剂,从而更好提升电池性能。”

当前中国大力发展新能源汽车,提出到2020年新能源汽车保有量将达到500万辆,作为新能源汽车心脏的动力电池也迎来高速发展。有机构预测,到2020年动力锂电池的需求量将达到125Gwh。这一消息给石墨烯导电添加剂的发展带来福音。

南京科孚纳米公司董事长萧小月告诉记者,石墨烯导电添加剂,在导电性能和抗回弹性上有相当大的优势,随着中国锂电产业的扩张,越来越多的锂电厂商将采用石墨烯来替代传统的碳纳米管。

据肖峰介绍,自2014年鸿纳新材料研发建设的全球首条千吨级石墨烯生产线建成投产后,产能持续扩张,到今年底,石墨烯浆料产能将达1.5万吨。

鸿纳新材料的扩产计划仅是整个石墨烯产业发展的缩影,不少企业也将目光瞄准这一市场,产能正不断铺开。记者从新奥了解到,目前其在廊坊已投运了百吨级石墨烯粉体材料示范装置,正在建设大规模导电浆料生产线,并计划在内蒙古鄂尔多斯建设大规模的石墨烯粉体、导电浆料生产基地。

“我们的产量一年能做到50—100吨,扩大产能设备没有问题,关键是市场开拓,动力电池厂家对电池材料的更换要经过严格测试,要各种验证,才会导入生产线,这需要一个比较长的周期,我们目前处于送样检测阶段。”黑龙江华升石墨公司总经理曹殿学告诉记者。

在肖峰看来,目前石墨烯产业处于“黎明前的黑暗”,有两个突破口,一是锂电池导电添加剂,一是防火涂料,“如若这两块市场打开,企业就能够生存下来。”

创新有待加强

此次展会上不少企业展出了石墨烯电供暖壁画,在瞿研看来,这从一个侧面反映了石墨烯企业的同质化竞争。“现在石墨烯应用的出口太少,同质化现象非常严重,石墨烯原创的创新非常难,企业对应用的迫切和饥渴,全部挤到一起去了。”

统计数据显示,从2011年起,中国学者发表的石墨烯相关学术论文已居世界首位,中国申请的石墨烯专利已占到全球总数的40%。表面来看,专利数量不少,但是“真正要细分,真正的专利不足10%,核心专利依然在西方。”李义春直指厉害。

“中国石墨烯专利突出数量,形成了很多单项专利,而国外是将很多单项专利放在一个大的综合性的专利中,国内的专利两三页纸,而国外专利动辄几十上百页。坦白讲,国内专利很多经不起推敲。”瞿研指出。

有《报告》预测,全球石墨烯应用市场2020年将成长至1000亿元规模,中国在全球石墨烯市场上占据主导地位。面对这一广阔市场前景,中国将如何引领,这个问题摆在眼前。

不少专家学者认为,中国石墨烯企业应该向高端研发、精细研发看齐,“在研发上不能着急,不能急功近利,不能被资本热昏了头脑,要切实打造工匠精神。”萧小月表示。

中科院院士刘忠范给出的建议是,应该建设数个面向未来石墨烯产业的高端研发机构,集中投入稳定支持;政府要明确决策定位,着重布局未来石墨烯产业核心技术,将中低端产品放手交给市场和企业。“政府要抓住未来的布局,对于市场和企业都能做的事情,其实政府只需要布局环境就可以了。”

编后

石墨烯发现在国外,但并未阻挡中国探路石墨烯的步伐。短短几年时间,中国石墨烯产业从无到有,从小到大,已经形成石墨烯设备、石墨烯原材料、新能源、大健康、节能环保、复合材料等多个市场化的领域,从事石墨烯研发生产、销售和推广的企业数目在逐年增长,也吸引了一批实力强劲的企业布局。石墨烯产业正在向产业化方向挺进。

回想发展之初,在概念炒作、各路资本追捧、企业急功近利等多重因素下,石墨烯被神化,一度迷失方向。前几届的石墨烯大会来了不少蹭热度的证券、投资机构,而真正像样的产品很少,而且“石墨”的味道更重一些。

时间是最好的沉淀,火爆过后,行业趋于理性务实,人们开始更多关注石墨烯产品和市场。这届大会上,“烯”的味道变浓了,推出了多个行业的石墨烯应用产品。但是新生事物的推广并不顺利,随着中国石墨烯制备产能的铺开,应用市场却迟迟未打开,同时存在同质化竞争激烈、低水平重复建设、创新能力不足等问题。

认识到上述症结,不管是资本界还是产业界对石墨烯的发展更为理智、冷静,随着有实力的企业不断涌入石墨烯,靠谱的技术、产品正在成为行业的主流。未来几年,一场行业的整合潮将不可避免,这是产业发展的必经阶段,唯有如此,石墨烯产业才能做大做强,步入健康可持续发展轨道。

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