據不完全統計,2011年,我國首家石墨烯企業成立,目前企業數量已達到40余家。無錫市此前宣布,2015年石墨烯及相關產業規模將突破50億元,2020年達到300億元;寧波市計劃3年內設立9000萬元的財政資金項目,并在10年內打造千億規模的產業特色群。2013年,中科院重慶研究院成功制備出國內首片15英寸的單層石墨烯,并以知識產權和技術出資的形式,與上海南江集團共同組建了重慶墨希科技有限公司,開發以石墨烯觸摸屏、顯示屏為代表的石墨烯薄膜原材料,推動石墨烯實現產業化。
日前,重慶市研發的石墨烯手機預計今年將投放市場的新聞在國內引起廣泛關注。石墨烯觸摸屏與現有手機觸摸屏材料相比,具備更好的透光度和柔性。據介紹,如果其他部件和材料也得到相應改進,手機、平板電腦上的顯示屏未來就能實現可折疊彎曲,而不會對屏幕造成損害。此外,重慶市有關單位正在推動成立重慶石墨烯研究院,為產業鏈下游開發石墨烯應用產品提供支持,加快推進石墨烯產業發展。
專利世界第一 我國成立企業40余家
近年來,我國在石墨烯領域增長迅速,專利擁有量世界第一,在石墨烯商業化應用上全球還是處于領先地位。2011年我國首家石墨烯企業成立至今,目前企業數量已達到40余家,不少國內企業宣稱掌握了石墨烯制備方法,已經開始規模化生產。作為世界上石墨資源儲備量最大的國家,我國正努力在石墨烯生產和應用上尋求長遠發展策略,隨著石墨烯產業化的不斷推進,國家針對該產業的政策有望再度加碼。我國石墨烯領域研發起步較晚,但發展較快,有潛在優勢和后發優勢。
2013年7月13日,中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟成立。同時,江蘇、浙江、深圳、上海、山東、福建、遼寧、重慶、黑龍江與中科院等機構以多種形式協同創新,紛紛建立了產業技術聯盟,促進了創新資源優化組合和創新產業化進程。另一方面,我國的石墨烯行業仍在量產摸索階段,目前主要的制備方法有微機械剝離法、外延生長法、氧化石墨還原法和氣相沉積法;其中氧化石墨還原法由于制備成本相對較低,是目前主要制備方法。
據中國石墨烯產業技術戰略聯盟秘書長李義春介紹,目前石墨烯的研究總體上分兩塊:一是在傳統鋰電池上進行應用,目的是改進、提升鋰電池的性能,這類電池不會產生顛覆性的影響;二是依據石墨烯制造一個新體系的電池,它是一個嶄新系列的,在性能上是顛覆性的,稱作“超級電池”。石墨烯超級電池的出現,可能徹底改變現有的充電問題。續航里程成倍增長,長途出行的里程焦慮可能徹底打破。
以西班牙的超級電池為例,1000公里的續航里程幾乎接近北京到上海的直線距離,遠超出傳統汽車一箱油的行駛距離。石墨烯充電速度提升,可以減少充電時間,宏觀上可以大范圍減少充電站和充電樁的需求。以目前全球領先地位的特斯拉Model S 85為例,其通過大功率的超級充電站充電,也要80分鐘才能充滿,車主等充電的時間仍然是一次煎熬。“超級電池10分鐘的充電時間,比加一次油時間長一點點,但續航里程比一箱油要長很多,消費者再也不會抱怨。”一位汽車業內人士分析稱。
不過,據石墨烯電池研究人士透露,目前國內主要研究的是石墨烯運用到鋰電池上,而非全新體系的“超級電池”,所以國內技術和超級電池有一定差距。國家相關部門對此很重視,2015年出臺的“十三五”新材料規劃可能將石墨烯納入其中。
石墨烯電池研發 日韓英德誰與爭鋒?
隨著時間的推移,石墨烯越來越多的優良性能被開發出來,據稱在眾多領域都有著極為廣泛的應用,也因此被稱為具有革命性意義的新材料,世界上多個國家也在加快石墨烯材料方面的運用。據了解,全球有200多家公司涉及石墨烯的相關研究和開發,其中不乏IBM、英特爾、美國晟碟以及三星等科技巨頭。而在產品專利數量上,中國和美國遙遙領先。

