[摘要] 石墨烯作為新材料的超強(qiáng)性能，有目共睹。它是目前已知的最薄、最強(qiáng)韌的材料。其斷裂強(qiáng)度比最好的鋼材還要高200倍、拉伸幅度亦能達(dá)到自身尺寸的20%。

　　時(shí)代周報(bào)記者 楊靜 發(fā)自上海

　　在諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的光環(huán)之下，石墨烯，這種碳的同素異形體，正被定義為新材料之王。

　　石墨烯作為新材料的超強(qiáng)性能，有目共睹。它是目前已知的最薄、最強(qiáng)韌的材料。其斷裂強(qiáng)度比最好的鋼材還要高200倍、拉伸幅度亦能達(dá)到自身尺寸的20%。

　　石墨烯走上神壇已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)，地方政府、企業(yè)熱衷斥巨資涉足。根據(jù)中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟預(yù)計(jì)，目前全球石墨烯年產(chǎn)能達(dá)到百噸級(jí)，未來(lái)5-10年將達(dá)到千噸級(jí)。到2020年，全球石墨烯市場(chǎng)規(guī)模將超1000億元。

　　原國(guó)家發(fā)展改革委能源局局長(zhǎng)徐錠明對(duì)石墨烯頗為推崇，在日前接受時(shí)代周報(bào)記者采訪時(shí)，他判定：“能源革命需要新材料，新材料推動(dòng)能源革命。能源革命需要石墨烯，石墨烯推動(dòng)能源革命。”

　　基于石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電等性能，儲(chǔ)能領(lǐng)域成為其主要應(yīng)用之一。此外，在顯示屏儲(chǔ)能電池、防腐涂料、功能紡織品、橡膠制品、顯示器件等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用空間。不過(guò)，盡管在應(yīng)用領(lǐng)域有了展開，但如何走向普通的消費(fèi)者并進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，始終是擺在眼前的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

　　現(xiàn)在，這樣的困局終于迎來(lái)破冰。9月8日，由東旭光電（000413.SZ）推出的世界首款石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品“烯王”在上海納米中心正式全球發(fā)售。

　　上海交通大學(xué)電子信息與電信工程學(xué)院郭守武教授對(duì)時(shí)代周報(bào)在內(nèi)的媒體指出，解決鋰電子電池快充是目前3C電子產(chǎn)品和新能源產(chǎn)業(yè)需要解決的當(dāng)務(wù)之急，“烯王”的發(fā)布意味著中國(guó)企業(yè)已經(jīng)率先解決了這一問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)了石墨烯在鋰離子電池上的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，“更是突破了國(guó)際上對(duì)‘碳包覆磷酸鐵鋰技術(shù)’的技術(shù)封鎖，填補(bǔ)中國(guó)在這一領(lǐng)域的空白。”

　　“烯王”電池問(wèn)世

　　性能，是“烯王”的王牌。目前，“烯王”已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)15分鐘內(nèi)的快速充電，而且能在零下30℃的低溫到80℃的高溫環(huán)境下工作。此外，它的循環(huán)壽命更高達(dá)3500次，有著近10年的使用壽命。

　　不過(guò)，東旭光電方面，并不將“烯王”僅僅定義為一款充電寶產(chǎn)品。東旭光電副總經(jīng)理、石墨烯產(chǎn)業(yè)負(fù)責(zé)人王忠輝對(duì)此解釋，“烯王”是包含石墨烯材料、石墨烯基鋰離子電池正負(fù)極材料、石墨烯基鋰離子電池以及石墨烯基鋰離子電池移動(dòng)電源在內(nèi)的所有公司系列石墨烯產(chǎn)品的品牌和代名詞，充電寶也只是公司推出的“烯王”系列產(chǎn)品中第一個(gè)面向消費(fèi)者的產(chǎn)品而已。

　　誠(chéng)然，“烯王”的誕生背后更大的意義是產(chǎn)學(xué)研結(jié)合上的重大突破。由上海交通大學(xué)郭守武教授領(lǐng)導(dǎo)的一支團(tuán)隊(duì)，是背后的生力軍。這支團(tuán)隊(duì)已經(jīng)專門從事納米技術(shù)以及石墨烯研究10余年。

　　據(jù)時(shí)代周報(bào)記者了解，石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用一直是團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)。郭守武在接受時(shí)代周報(bào)記者采訪時(shí)指出，要獲得石墨烯這種材料，難度上就非常大。

　　石墨烯是單原子層，厚度僅為0.34納米。想要獲取，通常的做法要不通過(guò)石墨剝離，要不通過(guò)化學(xué)合成。而郭守武團(tuán)隊(duì)則另辟蹊徑，將維C作為還原劑去做氧化石墨烯的還原，并取得了成功。

　　為此，團(tuán)隊(duì)花了近一年的時(shí)間在尋找還原劑上。還原劑的確定使得石墨烯的獲取上有了成本的降低，正是如此，從而突破了石墨烯大規(guī)模制備的瓶頸，

　　在郭守武看來(lái)，石墨烯作為電極材料，可以提高電極材料導(dǎo)電或者是傳輸鋰離子的速度，從而提高電池的倍率性能。而能將石墨烯應(yīng)用在負(fù)極上，一定程度上更能提高整個(gè)電池的能量密度，從而提高電池的待機(jī)時(shí)間。

　　王忠輝指出，從全球石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)看，目前石墨烯產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)過(guò)程面臨兩大核心障礙，一是實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)石墨烯制備，二是實(shí)現(xiàn)將高品質(zhì)石墨烯導(dǎo)入下游應(yīng)用企業(yè)。因此，只有兩方面都得以解決，才能真正實(shí)現(xiàn)石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

　　王忠輝的感嘆則是“石墨烯太難了”。他對(duì)時(shí)代周報(bào)記者分析指出，生產(chǎn)石墨烯需要跨越三個(gè)技術(shù)難關(guān)，“石墨烯在銅箔上生長(zhǎng)結(jié)束后還涉及能否轉(zhuǎn)移為單片石墨烯的門檻，即便轉(zhuǎn)移為單片石墨烯，還涉及圖案化處理的環(huán)節(jié)。三個(gè)環(huán)節(jié)，環(huán)環(huán)相扣”。

　　企業(yè)的決心

　　不過(guò)，盡管獲取難度高困難重重，但并不影響東旭光電發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)對(duì)這一領(lǐng)域的決心。

　　在“烯王”落地之前，東旭光電內(nèi)部早已經(jīng)形成石墨烯系列產(chǎn)品助陣。按照東旭光電方面的介紹，公司作為國(guó)內(nèi)較早進(jìn)入石墨烯領(lǐng)域的上市公司之一，已形成了“旭碳新材+碳源匯谷”為依托的產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)和以“東旭華清”為依托的投融資平臺(tái)。

　　東旭光電旗下的上海碳源匯谷新材料科技有限公司是一家專注于石墨烯規(guī)模化制備、應(yīng)用技術(shù)開發(fā)的企業(yè)，目前已經(jīng)在單層氧化石墨烯以及石墨烯的制備、分離和純化技術(shù)與工藝方面均取得突破性進(jìn)展。

　　此外，公司還可以向市場(chǎng)提供有高品質(zhì)單層石墨烯、石墨烯基鋰離子電池正負(fù)極材料、石墨烯基鋰離子電池等三類產(chǎn)品，未來(lái)公司還將向市場(chǎng)提供更多的基于石墨烯和石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品。

　　東旭光電還為石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃了一幅全面的愿景。加大投資力度是重要的一方面。9月7日，東旭光電發(fā)布公告稱對(duì)泰州石墨烯基鋰離子電池項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“泰州項(xiàng)目”）投資規(guī)模進(jìn)行加大，由原來(lái)的5億元人民幣增加到16.5億元人民幣。王忠輝對(duì)時(shí)代周報(bào)記者表示，泰州項(xiàng)目未來(lái)不排除登陸新三板的可能，不過(guò)目前并不會(huì)考慮吸納新的投資人進(jìn)來(lái)，但會(huì)考慮引進(jìn)策略伙伴。

　　另?yè)?jù)時(shí)代周報(bào)記者了解，東旭光電也希望借助石墨烯的特性在柔性顯示上取得突破，“不過(guò)，相比較傳統(tǒng)的ITO，石墨烯要想完成替代或者取得在柔性顯示方面的大發(fā)展，函需成為取代品在顯示精度和成本上還需要突破。”王忠輝對(duì)時(shí)代周報(bào)記者表示道。

　　慶幸的是，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有多家企業(yè)以石墨烯材料為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)從柔性屏到多點(diǎn)觸控柔性屏的突破。以石墨稀材料技術(shù)制作的柔性觸摸屏可讓不規(guī)則或弧形的移動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的多點(diǎn)觸控功能。

　　事實(shí)上，對(duì)石墨烯看好的企業(yè)不僅僅只是東旭光電一家。從目前來(lái)看，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)目前石墨烯相關(guān)企業(yè)已經(jīng)突破了300家，并形成了石墨烯產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)域，主要包括常州、無(wú)錫、泰州、寧波、青島、深圳、成都、德陽(yáng)等地區(qū)。目前，石墨烯相關(guān)企業(yè)絕大多數(shù)處于虧損狀態(tài)。

　　目前，石墨烯相關(guān)公司在總體業(yè)績(jī)上還有著不錯(cuò)的呈現(xiàn)。按照同花順iFinD數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2016年一季度，涉及石墨烯的32家上市公司實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)為14.86億元，同比增長(zhǎng)27.32%。不過(guò)放諸至單一企業(yè)上，石墨烯企業(yè)之間的業(yè)績(jī)差距較大，一部分還處于虧損狀態(tài)。

　　中國(guó)石墨烯的未來(lái)

　　那么，石墨烯要進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，還需要攻破什么？

　　按照時(shí)代周報(bào)記者的了解，我國(guó)在石墨烯領(lǐng)域的起步研究和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，相對(duì)比較晚，基本處于同一起點(diǎn)，而且產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)程度甚至走在前列，發(fā)展后勁十足。當(dāng)中，跟政府的推動(dòng)密切相關(guān)。

　　從宏觀政策看，我國(guó)石墨烯的發(fā)展得到了國(guó)家和各級(jí)地方政府的大力扶持。自2012年以來(lái)，從工信部、科技部、到國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部發(fā)布一連串文件進(jìn)行支持。2015年以來(lái)，我國(guó)對(duì)石墨烯的政策支持力度更是不斷做“加法”。在國(guó)務(wù)院發(fā)布的《中國(guó)制造2025》中，石墨烯已經(jīng)被納入《新材料產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》中。

　　不過(guò)，綜合業(yè)內(nèi)人士的觀點(diǎn)，目前我國(guó)石墨烯的發(fā)展還存在以下三大問(wèn)題。一是石墨烯相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)低水平重復(fù)研究的現(xiàn)象比較普遍。二來(lái)多數(shù)企業(yè)處在嘗試性探索階段，所需要的石墨烯制備技術(shù)并不成熟。三是行業(yè)本身的困境，走向高端市場(chǎng)需求小，投資大，面向低端容易帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題等。

　　如何攻破，不僅僅是企業(yè)需要面臨的問(wèn)題。徐錠明還呼吁政府應(yīng)該進(jìn)一步對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)進(jìn)行扶植。技術(shù)并不往高端方向發(fā)展是他的擔(dān)憂，他對(duì)時(shí)代周報(bào)記者表示，在山寨化加劇的市場(chǎng)環(huán)境下，原始創(chuàng)新如何被保護(hù)是一個(gè)難題，“為此，大家要有一個(gè)認(rèn)知，科學(xué)的創(chuàng)新是一個(gè)需要沉淀的過(guò)程，需要戰(zhàn)略科學(xué)家的鉆研，戰(zhàn)略投資者的敢于下決心，戰(zhàn)略銀行家的支持，和戰(zhàn)略管理者的運(yùn)籌帷幄。”

　　持同樣觀點(diǎn)的還有郭守武，他亦對(duì)時(shí)代周報(bào)記者表示，石墨烯的研究是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，他建議投資者也要有耐心。他認(rèn)為，石墨烯大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還有一定的距離，企業(yè)和研究者都不應(yīng)該浮躁，要耐得住寂寞，潛心研究，才能推動(dòng)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

　　就目前來(lái)看，在如何提升產(chǎn)品質(zhì)量和下游市場(chǎng)開發(fā)上尚存在巨大的提升空間。石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一大程度上取決于下游應(yīng)用技術(shù)和市場(chǎng)的拓展。石墨烯如何能和現(xiàn)有的材料體系融合，更大限度發(fā)揮優(yōu)異性能是題中之義。

　　東旭光電的做法是試圖建立一個(gè)真正的閉環(huán)，即通過(guò)對(duì)行業(yè)的運(yùn)作，結(jié)合石墨烯的創(chuàng)新需求，將需求端和產(chǎn)品端完整鏈接。據(jù)時(shí)代周報(bào)記者了解，東旭光電已經(jīng)做了一定的拓展，北京市動(dòng)力源科技股份有限公司、軍工企業(yè)中國(guó)人民解放軍第1001工廠（西安航光儀器廠）、汽車電商服務(wù)平臺(tái)深圳市小喜樂(lè)享科技傳媒控股有限公司等已經(jīng)和其簽訂合作協(xié)議，成為閉環(huán)上的公司。

　　不過(guò)，市場(chǎng)上有業(yè)內(nèi)對(duì)發(fā)展路徑作了更為詳實(shí)的展望。對(duì)于石墨烯的發(fā)展，近期聚焦在復(fù)合材料和觸控產(chǎn)品的推進(jìn)，中期將在能源和傳感器上有所突破，長(zhǎng)期看則是在半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用。

　　顯然，石墨烯產(chǎn)業(yè)化大幕拉開在即，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)能否借此實(shí)現(xiàn)升級(jí)是學(xué)界、業(yè)界、政府需要共同思考的命題。