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　　改變未來的“黑科技”系列之五

　　□ 本報(bào)記者 王榮 實(shí)習(xí)記者 亞文輝

　　作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”、“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將成為徹底改變21世紀(jì)的“黑科技”。

　　這不，佐證來了。

　　近日，華為中央研究院瓦特實(shí)驗(yàn)室在第57屆日本電池大會(huì)上宣布在鋰離子電池領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大研究突破，推出業(yè)界首個(gè)高溫長壽命石墨烯基鋰離子電池。

　　革新鋰電池

　　按照華為瓦特實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家李陽興的表述，此次華為新款石墨烯鋰離子電池的技術(shù)突破來自三方面：在電解液中加入特殊添加劑，除去痕量水，避免電解液高溫分解；電池正極選用改性大單晶三元材料，提高材料熱穩(wěn)定性；采用新型材料石墨烯，實(shí)現(xiàn)鋰離子電池與環(huán)境間高效散熱。

　　高溫環(huán)境下充放電測試表明，同等工作參數(shù)下，該石墨烯基高溫鋰離子電池溫升比普通鋰離子電池降低5℃；60℃高溫循環(huán)2000次，容量保持率仍超過70%；60℃高溫存儲(chǔ)200天，容量損失小于13%。此外，以石墨烯為基礎(chǔ)的新型耐高溫技術(shù)可以將鋰離子電池上限使用溫度提高10℃，使用壽命是普通鋰離子電池2倍。

　　華為表示，這種新款鋰離子電池主要用于高溫極端環(huán)境，如世界各地高溫區(qū)的蜂窩基站上。以后還有可能應(yīng)用到電動(dòng)汽車、無人機(jī)等主要依靠電池模組提供動(dòng)力的設(shè)備上。如果這種電池能被裝配在手機(jī)上使用，由于電池溫控被提高10℃，那么將會(huì)使手機(jī)處理器性能得到解放，極大提升智能手機(jī)操控流暢度和性能。

　　不過，雖然這款新型電池的名字上加入了“石墨烯”，但它實(shí)質(zhì)上還是屬于鋰離子電池。這種電池是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開發(fā)出的一種新能源電池。

　　業(yè)內(nèi)人士指出，因?yàn)槭┍旧韼в袃?yōu)異導(dǎo)電性能，鋰離子可以在石墨烯表面和電極之間實(shí)現(xiàn)快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)。換句話說，所謂石墨烯電池里面的“石墨烯”也只是在用于鋰離子電池導(dǎo)電添加劑當(dāng)中起到作用，能夠極大地提升電池的充電速度，但對于電池本身容量并沒有提升。石墨烯即使真的商用也只是作用于快充技術(shù)上面，并不能提升電池本身續(xù)航能力。

　　尚處起步階段

　　2014年夏天，華為創(chuàng)始人任正非首次接受媒體群訪時(shí)說，未來10年至20年內(nèi)一定會(huì)爆發(fā)一場技術(shù)革命。石墨烯時(shí)代顛覆硅時(shí)代。

　　華為瓦特實(shí)驗(yàn)室此次發(fā)布的這款電池也印證了任正非的這一說法。

　　石墨烯鋰電池真就是革命性技術(shù)嗎？業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，恐怕還為時(shí)尚早。目前石墨烯依舊屬于科學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)物，只能夠極少量地從石墨當(dāng)中提取。所以石墨烯本身造價(jià)非常昂貴，做不到大規(guī)模生產(chǎn)，更別說是在市場上商用了。

　　石墨烯用在鋰電池之中，取代的是過去的導(dǎo)電碳或者是石墨電極。比起石墨烯每千克數(shù)百美元市場價(jià)格，這兩個(gè)每噸數(shù)百美元的只能算是“劣質(zhì)品”。那么在現(xiàn)在的電池基礎(chǔ)上，用戶愿意用如此高的原材料差價(jià)換取耐熱性提高和壽命翻倍的優(yōu)勢嗎？恐怕不會(huì)。

　　不過德勤表示，因?yàn)槭┩瑫r(shí)具有無與倫比的拉伸、電、熱和光學(xué)性質(zhì)，近年有大量投資已進(jìn)入石墨烯領(lǐng)域。預(yù)計(jì)2016年，石墨烯材料市場總額僅為一兩千萬美元，但一年的研發(fā)投入?yún)s可達(dá)到數(shù)億美元。石墨烯將在中期內(nèi)應(yīng)用到產(chǎn)品中，每年產(chǎn)生數(shù)10億美元的價(jià)值。但這種材料的潛力要被完全開發(fā)，尚需數(shù)十年時(shí)間。

　　在這種熱度之下，已有公司與華為傳出“緋聞”。有消息稱，杉杉股份（600884）掌握華為石墨烯電池專利，將在此次石墨烯電池技術(shù)商業(yè)化過程中受益。受此消息影響，前幾日杉杉股份的股價(jià)出現(xiàn)異動(dòng)，成交量明顯放大。

　　隨后，該公司辟謠稱，公司跟華為在石墨烯電池技術(shù)領(lǐng)域沒有合作，之前跟華為在鋰電池快充方面有一個(gè)合作項(xiàng)目，但是跟石墨烯材料沒有關(guān)系。

　　港股公司允升國際則真正是石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，其全資子公司碳谷科技獨(dú)創(chuàng)剝分工藝已能夠?qū)崿F(xiàn)石墨烯片的工業(yè)化生產(chǎn)，并可大幅改善涂料、磷酸鐵鉀電池和光催化材料等的性能。石墨烯基長效防腐材料，耐鹽霧時(shí)間已達(dá)3000小時(shí)，達(dá)到國際領(lǐng)先水平，該產(chǎn)品預(yù)計(jì)明年年初進(jìn)入規(guī)?；a(chǎn)。

　　前景可觀

　　目前，很多國家都將石墨烯定為一種戰(zhàn)略性新興材料，想在石墨烯發(fā)展潮流中躋身前列，并從國家政策上助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　從國際經(jīng)驗(yàn)看，要從國家層面制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，盡早確定石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)化路線，同時(shí)要把資金用在重點(diǎn)項(xiàng)目上；要打造健全的上中下游鏈條，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　國家納米科學(xué)中心主任劉鳴華認(rèn)為，在石墨烯領(lǐng)域，我國在世界上已經(jīng)處在前列。迄今為止，關(guān)于石墨烯大約有23000多個(gè)專利，其中我國約占68%，遙遙領(lǐng)先。

　　我國也是石墨烯研究和應(yīng)用開發(fā)最為活躍的國家之一，已將石墨烯列為戰(zhàn)略前沿材料之一，并列入“十三五”規(guī)劃。我國石墨烯產(chǎn)業(yè)形成了以江浙為中心，山東、重慶、四川、京津冀、廣東、福建、廣西等區(qū)域競相發(fā)展的格局。

　　資料顯示，截至今年8月底，我國從事石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用的相關(guān)企業(yè)超過400家，約占全球石墨烯企業(yè)數(shù)量的3/4。

　　國內(nèi)涉及石墨烯產(chǎn)品研發(fā)的主要以中小企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)為主；同時(shí)也有少數(shù)大型公司參與，如2016年華為宣布與曼徹斯特大學(xué)合作研究石墨烯的應(yīng)用，該項(xiàng)目合作期初定為兩年，研究如何將石墨烯領(lǐng)域的突破性成果應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品和移動(dòng)通信設(shè)備。

　　此外，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)主任田世宏近日介紹，石墨烯國家標(biāo)準(zhǔn)將于2017年發(fā)布，目前正在公開征求意見。

　　不過劉鳴華表示，石墨烯還在初始研究階段。作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，石墨烯現(xiàn)在還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的程度。但他相信，石墨烯的未來很樂觀。

　　華安證券（600909）認(rèn)為，今年可謂是石墨烯產(chǎn)業(yè)化元年，各種下游應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化成果層出不窮，同時(shí)國家也不斷推出各項(xiàng)扶持政策，加快石墨烯應(yīng)用進(jìn)程。石墨烯產(chǎn)業(yè)將在未來1-2年內(nèi)迎來質(zhì)變，在產(chǎn)業(yè)和資本端迎來雙突破。