企业把它变成万能材料

　　据不完全统计，在官方信息中宣布涉足石墨烯的企业共有57家，其中半数左右分布在江苏，另外山东、广东等地各有分布。当很多人还在为石墨烯到底是处于实验室还是工业化阶段争论不休时，我们身边已经有很多脑洞大开的石墨烯产品横空出世，其中不乏有用石墨烯做的电动汽车动力电池、石墨烯导电浆料、石墨烯导热膜、石墨烯导电膜、石墨烯吸附材料、石墨烯功能涂层等。今天，就来看看我们的企业都推出哪些石墨烯产品。

　　当下，最火的石墨烯产品非东旭光电科技股份有限公司推出的世界首款石墨烯基锂离子电池产品——“烯王”莫属。据悉，该产品可在满足5C条件下，15分钟内充满4800mAh，实现快速充放电，而且可在-30℃~80℃环境下工作，循环寿命更高达3500次左右。不过，业内对于东旭光电的这款石墨烯基锂离子电池产品存在不少争议。中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春认为，这个还不是颠覆性的技术，距离石墨烯电池还有很长的一段距离。

　　去年3月，重庆墨希科技公司与嘉乐派科技公司联合发布了全球首批量产石墨烯手机SETTLERα，数量为3万部，此举也揭开了石墨烯产业化应用的序幕。

　　该款手机采用了最新研制的石墨烯触摸屏、电池和导热膜，其核心技术由中国科学院重庆绿色智能技术研究院和中国科学院宁波材料技术与工程研究所开发。据介绍，石墨烯手机具有更好的触控性能、更长的待机时间和更优的导热性能。

　　今年，他们更是推出了全球首款可以弯曲的石墨烯柔性可弯曲智能手机，屏幕约5.2英寸，重200多克，可以弯曲成一个圆环，像手表一样戴在手腕上。

　　目前，国内石墨烯厂商如二维碳素、重庆墨希、无锡格菲等都实现了石墨烯薄膜在触控显示领域的规模化应用。

　　今年3月，由江苏道蓬科技有限公司独创的石墨烯防腐防锈涂料，通过工信部新产品鉴定。经耐盐雾试验，这一产品耐腐蚀达到3000小时，比美国重防腐涂料多2000小时。目前，石墨烯防腐防锈涂料已运用于如东海上风电场风电机组塔筒的防腐，不仅填补了国内外将石墨烯运用于防腐领域的空白，还打破了洋品牌对我国风电涂料市场的长期垄断。

　　2015年我国防腐涂料总产量达到450万吨左右，预计2017年或可达600万吨以上。按1%的防腐涂料中添加5%的石墨烯，也有数千吨的需求量。石墨烯作为一种优良的添加剂，可以全面的提升涂料性能，未来在高端防腐涂料、导电涂料、防火涂料等领域可大放异彩。

　　在今年的中国国际新材料博览会上，常州二维碳素科技股份有限公司展出的石墨烯透明导电膜吸引了很多人驻足。

　　常州二维碳素总裁金虎介绍说，这种石墨烯透明导电膜的单层膜透光率可达到97.7%，优良的电子输运特性使得石墨烯薄膜具有良好的导电性能和低方块电阻率的特性；超强的C-C键结合力使石墨烯薄膜具有非常好的柔韧性；低成本的原材料价格，大尺寸化学气相沉积(CVD)的生产方法，使石墨烯薄膜大规模生产得以实现，并且可以根据各种不同用途转移到相应不同的基底材料上。

　　常州二维碳素在石墨烯产业里是“大有名气”的企业，这个公司2015年主营业务销售收入已经是千万元级别，原有的触控领域产品涉及智能穿戴、车载触控、工业控制、家电等领域。2015年11月，这个公司还发布了世界首款石墨烯压力触控传感器，并开发了石墨烯发热膜系列产品。

　　“常州是江苏省和国家石墨烯产业的重点区域，通过组建江南石墨烯研究院，常州市集聚了常州碳元科技发展有限公司、常州二维碳素科技有限公司、常州第六元素材料科技股份有限公司等一批技术领先的石墨烯生产企业，是国内石墨烯产业的第一梯队。其中，常州第六元素材料科技股份有限公司采用化学还原法生产石墨烯粉体，其年产100吨氧化石墨烯生产线是国内首条实现大规模宏量制备、全自动控制的粉体石墨烯生产线。常州二维碳素科技有限公司成功研制出全球首款手机用石墨烯电容触摸屏，这项成果打破了石墨烯产品从实验室走向市场的瓶颈。”江苏省经济和信息化委员会原材料工业处处长李健介绍了江苏石墨烯企业发展的现状。

　　黑龙江华升石墨股份有限公司是黑龙江省石墨烯产业闯出的一匹“黑马”，去年才听说这家企业在做石墨烯产业化的各项准备工作，今年他们已在与俄罗斯商谈建立中俄石墨烯研究院。黑龙江省省委书记王宪魁曾鼓励这个公司，大胆创新，科学发展石墨烯产业，为黑龙江石墨烯产业健康发展闯出一条新路子。

　　记者带着好奇来到了该公司所在地——鹤岗南山产业园。“我们公司主要生产氧化石墨烯和电弧法石墨烯。公司生产的油性导电浆料、水性导电浆料和石墨烯润滑油等，都是用电弧法工艺生产的。”公司总经理助理、总工程师李强介绍道，“我们电弧法石墨烯生产设备全部为自主研发设计，此方式生产的石墨烯具有无污染、效率高、纯度好、层数稳定等优点，目前已申请专利。”

　　华升石墨董事长单永宝说，他们氧化还原石墨烯年生产能力是500吨，电弧法石墨烯年生产能力是100吨，最晚明年投产。投产后，他们将是国内产业化最早和生产能力最大的民营企业。同时，他们的石墨烯润滑油等新产品也在俄罗斯经受住了检验，效果非常好。

　　政府用洪荒之力支持它

　　石墨烯产业再好，没有政府的支持推动起来也是举步维艰。可以说，政府强有力的支持是我国石墨烯产业发展的坚强后盾。今年5月，习近平主席更是在黑龙江考察期间，特别去到哈尔滨科技创新创业大厦察看了石墨烯高新技术成果。今天，让我们来看看我国政府对石墨烯产业都有哪些给力支持。

　　2012年1月，工信部发布《新材料产业“十二五”发展规划》，将前沿新材料作为发展重点，强调积极开发纳米粉体、石墨烯等新材料。

　　2014年9月，科技部发布“863科技发展计划”，将石墨烯研发作为其中一个重点支持内容。

　　2014年11月，国家发改委、财政部、工信部联合出台了《关键材料升级换代工程实施方案》，方案提出到2016年，推动石墨烯等20种左右重点新材料实现批量稳定生产和规模应用；促进材料生产企业与重大示范应用企业建立优势互补、紧密合作、利益共享机制清晰的新型关系。

　　2015年以来，我国对石墨烯的政策支持力度更是不断做“加法”。先是工信部下发了《关于印发2015年原材料工业转型发展工作要点的通知》，要求制订石墨烯等专项行动计划，组建石墨烯等新材料产业联合创新中心，重点突破共性技术、专用装备、高端品种的制约。

　　之后国务院分别发布了《中国制造2025》和《<中国制造2025>重点领域技术路线图》，提出了石墨烯产业“2020年形成百亿产业规模，2025年整体产业规模突破千亿”的发展目标，对石墨烯中长期发展路线进行了部署，并纳入《新材料产业“十三五”发展规划》。

　　再后来，工信部、国家发改委、科技部下发《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》，提出到2018年石墨烯材料制备、应用开发、终端应用等关键环节良性互动的产业体系基本建成，到2020年形成完善的石墨烯产业体系，实现石墨烯材料标准化、系列化和低成本化。

　　今年上半年，备受业界关注的《石墨烯材料的术语、定义及代号》国家标准(征求意见稿)在中国国家标准化管理委员会官网正式公布，向社会公开征求意见。这标志着我国首个石墨烯国家标准制定取得重要进展。

　　业内预计，中国国际石墨烯资源产业联盟今年9月将正式成立，同时上海石墨烯产业技术功能型平台也将正式运作。中国非金属矿工业协会石墨专委会副秘书长刘荣华表示，“十二五”规划中明确将新材料列为重要的战略新兴产业；国家自然科学基金委员会已经陆续拨款超过3亿元资助石墨烯相关项目；国家还引导石墨烯产业成立了中国石墨烯产业技术创新战略联盟。

　　不仅是国家层面出政策支持石墨烯行业发展，各地政府也在不断推出新政策，为扶持石墨烯产业政策加大砝码。

　　黑龙江是石墨大省。记者了解到，去年，黑龙江省委副书记、省长陆昊主持会议、专题研究石墨、石墨烯产业发展工作。另外，黑龙江省还发布了石墨烯产业三年专项行动计划（2016~2018年），提出到2018年培育10个创新团队，构建其相应的“技术研发、成果转化及产业化”创新链及技术平台，筛选产业化前景明确的30个成果，培育和支持10家具有一定规模的石墨烯高新技术企业，总产值突破10亿元，带动百亿元产业链发展。

　　除黑龙江外，江苏省也是国内最早开始石墨烯技术研发、技术相对先进、产业规模较大的省份之一。江苏省经济和信息化委员会原材料工业处处长李健告诉记者，2002年，省政府制定了《江苏省新材料产业技术创新示范工程2002~2005年实施方案》，2011年又编制了《江苏省新材料产业发展规划纲要（2009~2012年）》《转型升级工程推进计划》《江苏省“十二五”培育和发展战略性新兴产业规划》等，之后，还发布了《“十二五”新材料产业推进方案》《关键材料升级换代工程实施方案》等。

　　产业化已步入黎明前夕

　　8月8日起，石墨烯基锂离子电池“烯王”启动官网预售。这让很多人不禁想问，不断出新的产品，政府给力的支持，是否意味着石墨烯已进入产业化阶段？近日，记者拨通了多位业内人士的电话。

　　中国非金属矿工业协会石墨专委会副秘书长刘荣华上半年刚带领团队对我国石墨烯产业发展情况进行了一个深度调研。他说：“从2004年发现开始，石墨烯的研发便不断升温，2010年诺贝尔物理学奖的颁布更是将行业推向高潮。随后数年中，石墨烯的制备技术研发不断成熟，但是在下游的规模化应用却频频遇冷。业外人士与投资者普遍认为，石墨烯实现产业化为时尚早。但我们经过近期的石墨烯产业调研发现，石墨烯产业已经进入了产业化的黎明，与外界的普遍认知存在巨大预期差。”

　　刘荣华从石墨烯粉体、薄膜、上下游互动等方面进行了详细介绍。

　　其一，石墨烯粉体、薄膜其制备技术已经相对成熟。石墨烯早起大多数是实验室生产，产能较低，价格昂贵，曾经一度可达5000元/克，号称“黑金”，制约了石墨烯规模化应用。近年来，石墨烯粉体与薄膜的制备技术不断成熟，越来越多的石墨烯公司正在进行或已完成中试，准备量产石墨烯。而且，随着石墨烯制备技术的升级以及更多企业的加入，石墨烯价格有望进一步下降。产能与价格已不再是制约石墨烯规模化应用的瓶颈。

　　其二，上下游互动紧密，石墨烯应用面拓展速度惊人。刘荣华介绍说，以石墨烯粉体为例，新能源汽车发展火爆，锂离子电池的容量与充放电性能急需提升，下游锂电池厂商对石墨烯的尝试意愿非常强烈，已经有部分厂商如比亚迪等开始批量拿货，进行相关技术储备。以石墨烯薄膜为例，可穿戴设备的起量推升了对石墨烯触摸屏的需求，华为某一款智能手表就采用了石墨烯触摸屏方案。而未来柔性OLED显示屏的兴起将进一步促进石墨烯触摸屏的规模化应用。

　　而且，不少石墨烯厂商都承担了下游应用开发的任务。在石墨烯粉体领域，石墨烯厂商开始以自行研发或与下游合作的方式，涉足锂电池用石墨烯导电浆料、石墨烯防腐涂料、石墨烯导电塑料等产品的开发与生产。在石墨烯薄膜领域，二维碳素直接涉足触摸屏模组开发与生产。

　　其三，石墨烯产业链已经逐渐步入规模化应用阶段。石墨烯粉体以凯纳股份为代表的公司在涂料、导热膜、高分子复合材料、新能源电池等领域已经逐渐开始放量。石墨烯薄膜以二维碳素、重庆墨希为代表的公司在触摸屏、压力传感器等领域实现了规模化量产。

　　刘荣华说：“我们认为，这仅仅是石墨烯产业化的冰山一角，无论是石墨烯上游制备厂商还是下游应用厂商，对石墨烯的重视度越来越高，更完善的制备技术、更宽广的应用需求正在不断出现。石墨烯产业化大幕已经拉开，更多精彩正在上演。”

　　不论哪个产业在发展进程中都会遇到一些问题，甚至是拦路虎，石墨烯产业作为前沿新材料领域，同样逃脱不掉。

　　“目前，石墨烯行业存在冷热不均的局面：学术界、资本界、媒体的热与产业界的冷；政府招商的热与落地配套政策的冷；中国群众式的热和发达国家注重长远的冷。”工信部赛迪研究院原材料工业研究所所长肖劲松表示。

　　肖劲松认为，目前资本市场将石墨烯捧成了“上帝材料”，但国内研究缺少有价值的、专业的研发成果，上市公司大都是处于亏损状态，石墨烯市场虚火过旺，产业界的态度是“不见兔子不撒鹰”。据肖劲松介绍，2011年以来，我国研究人员发表的论文总数和专利申请数量已经稳居世界第一位。截至目前，中国申请石墨烯领域专利2200多件。据不完全统计，目前全国有80多所国内一流大学和研究机构涉足石墨烯研究。他分析称，当前石墨烯产业化存在技术、市场以及成本3个主要问题。

　　“我们调研也发现，制备工艺不成熟、成本高、环保严、不稳定性等因素导致其商业化应用推广进程缓慢。”刘荣华表示。

　　黑龙江科技大学环境与化工学院党委书记周国江认为，我国在科研水平和科研条件方面薄弱，特别是在高端实验器材设备、精密仪器方面，导致中国石墨烯基础理论研究距离世界最高水平还有相当大的一段距离。石墨烯的定义、判断石墨烯好坏的标准、如何检测石墨烯的各种参数、用什么设备和以什么方法来检测等，均没有科学统一的标准。

　　常州二维碳素科技股份有限公司总裁金虎也道出了企业的困难，他说：“一是专业人才紧缺，从一定程度上阻碍了石墨烯产业的快速发展。二是下游市场对接难度较大。由于石墨烯是新兴材料，大家对其特性和用途了解有限，企业研发人员对传统产品的需求又不了解，从而造成下游应用市场的对接难度加大。传统产业转型升级势在必行，新材料寻找应用突破口迫在眉睫，如何做好两者的结合是今后工作的方向。”

　　湖南星城石墨科技股份有限公司项目经理邵浩明说：“石墨烯产品火热、难用，鲜有代表产品出现。”邵浩明强调，石墨烯应用的关键在于怎么把石墨烯和现有材料体系融合在一起，更大限度地发挥石墨烯的性质，取得较高的性价比。目前，国内可以找到很多关于石墨烯实验室应用的报道，但却鲜有在某一行业或某一产品上实现大规模的产业化应用。而且，追踪性论文多而原创性工作偏少，部分石墨烯核心专利依旧是掌握在少数大国手中。我国的石墨烯应用专利集中在锂电、储能、复合材料等领域，布局相对较窄，且主体多为高等院校，研发和应用在一定程度上脱节。特别是资本市场的涌入，过度炒作夸大的宣传，将石墨烯作为治百病的灵药，这些造成了产业化虚假繁荣的泡沫，给石墨烯发展带来了一定的负面影响。

　　对于代表性产品少的原因，石墨烯业内人士认为还有如下几点，一是石墨烯相关研究机构和生产企业低水平重复研究的现象比较普遍。二是传统技术基础和知识产权战略意识薄弱，多数企业还处于尝试性探索阶段，产业化所需的高质量、大尺寸、低成本的石墨烯制备技术并不成熟。三是石墨烯产业发展壮大面临双重困境，即产品向高端发展面临市场需求小、投资大的难题，产品向低端发展面临产量大带来环评、废料处理难等问题。

　　突破瓶颈点燃“烯”望

　　石墨烯产业作为前沿新材料领域，拦路虎仍有不少。但遇到问题不可怕，可怕的是没有解决办法。幸运的是，一些政府人员、科研院校以及企业家们提出了很多好的方法和建议。

　　工信部赛迪研究院原材料工业研究所所长肖劲松建议，“十三五”期间国家应设立石墨烯发展专项计划和专项基金，将石墨烯确定为战略性矿产资源；打通应用环节，形成上下游一体化的产业链条；加快制定正确的技术路线和材料标准、应用标准等标准规范；做大做强采、选、冶一体的高科技龙头企业集团，建立石墨烯产业基地；鼓励和引导社会资本进入石墨烯产业领域。

　　“石墨烯产业化的关键是发挥石墨烯的材料特性，寻找高性价比应用。关于石墨烯产业化，未来石墨烯产业的发展主要取决于下游应用技术和市场开拓进展；而石墨烯应用的关键在于怎么把石墨烯和现有材料体系融合，更大限度地发挥石墨烯的优异性能，取得较高的性价比。”中国非金属矿工业协会石墨专委会副秘书长刘荣华说。根据石墨烯的不同特性、技术难度和应用性价比，他总结了以下发展路径——近期，复合材料+触控产品；中期，能源领域+传感器；长期，半导体器件应用。

　　黑龙江科技大学环境与化工学院党委书记周国江认为，石墨烯产业化、量产还有不少距离。建议科研单位、企业等不要浮躁、耐住寂寞，潜心研究。不要炒概念，这样不利石墨烯产业的发展。企业投资石墨烯项目，要充分论证项目的技术、市场、效益，避免盲目投资，造成损失。

　　常州二维碳素科技股份有限公司总裁金虎表示，要使石墨烯产业化一是建立专门人才培养机制，搭建校企合作平台，鼓励高校建立相关专业，加大人才培养的政策倾斜。二是搭建产业对接平台，加强传统产业与新材料产业的对接，加大政策扶持力度及项目对接等。三是产业化上，石墨烯产业整体仍然规模较小，但已经有部分企业完成了产业化研发阶段，销售迅速扩张，有望在1~2年内形成规模以上的销售收入。

　　湖南星城石墨科技股份有限公司邵浩明介绍说，星城石墨在石墨烯的应用方面，主要是把石墨烯作为锂电池负极材料的导电剂在用。石墨烯材料的应用研究和产业化是公司一项前瞻类研究项目。他建议，一是政策层面，合理布局，增加资金扶持政策。二是加强标准的制定。三是核心专利的布局。四是加强高等院校和科研院所与下游企业合作。五是找到能产业化生产的突破口。

　　“今年下半年石墨烯产业将“粉”“膜”登场，应用的行业包括防腐涂料、导热塑料、石墨烯EPS、消费电子散热片、超级电容器及锂电池等。”刘荣华经过半年对我国石墨烯产业发展情况的深度调研预计，“部分石墨烯企业2015年已经突破了千万元收入，今年有望突破亿元收入。在复合材料、锂离子电池正极材料以及电子触摸屏领域，石墨烯最有希望率先实现产业化。”

　　根据刘荣华对国内石墨烯企业进行的调研，目前石墨烯在复合材料中比较明确的几个应用包括防腐涂料、改性塑料以及石墨烯EPS。“石墨烯在锂离子电池中的应用比较多元化，目前已经实现商业化的是用在正极材料中作为导电剂，来改善电极材料的导电性能，提高倍率性和循环寿命。”刘荣华介绍说，石墨烯在锂离子电池市场上的潜在容量为10亿级别。

　　同时，刘荣华还认为，石墨烯薄膜在柔性显示领域开始大展身手。国内已有多家企业实现从柔性屏到多点触控柔性屏的突破。以石墨稀材料技术制作的柔性触摸屏可让不规则或弧形的移动设备实现先进的多点触控功能。乐观估计，2016年石墨烯薄膜潜在市场空间为21.6亿元。

　　“显然，石墨烯产业化大幕拉开在即。可以预见，以石墨烯新材料应用创新推动传统行业升级将是未来几年的主旋律。”刘荣华说。