曾經(jīng)被叫好的石墨烯電池為何銷聲匿跡？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-07 11:30
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其實(shí)單單看電池技術(shù)，電池容量已經(jīng)進(jìn)步了不少了。只不過(guò)電池的技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于電子設(shè)備的迭代升級(jí)。這就導(dǎo)致我們誤以為電池技術(shù)停滯不前。
上世紀(jì)末到本世紀(jì)前十年，我們主要還是使用以鎳鎘電池為基礎(chǔ)的功能機(jī)。現(xiàn)在的智能機(jī)所使用的鋰離子電池已經(jīng)進(jìn)步了很大程度。
鋰離子電池沒(méi)有鎳鎘電池的那種記憶效應(yīng)，所以我們不用把新電池完全使放電再充電，鋰離子電池的容量和能量密度更大，這都是一步進(jìn)步。
現(xiàn)在的鋰離子電池再使用到功能機(jī)上，待機(jī)時(shí)長(zhǎng)甚至能達(dá)到一個(gè)月。
但歸根結(jié)底，電池技術(shù)的發(fā)展還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于我們的預(yù)期。
摩爾定律認(rèn)為每隔兩年，集成電路的晶體管數(shù)量就會(huì)增加一倍，而電池容量可不會(huì)在短短兩年就增加一倍。
電池技術(shù)的落后并不是資金投入的問(wèn)題，更多的可能是物理理論的限制，甚至自然界的規(guī)律并不允許電池技術(shù)的快速發(fā)展。
電池技術(shù)突破的難點(diǎn)在于每引入一個(gè)新的電極，就會(huì)產(chǎn)生更多的安全問(wèn)題。比如科學(xué)家曾經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室引入硅電極解決安全問(wèn)題，但是這種方式又會(huì)導(dǎo)致電池自身的不穩(wěn)定。
所以電池技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)突破很多次了，但是商業(yè)化的道路被成本和安全性制約住了。
電池技術(shù)就是這樣，解決容量問(wèn)題會(huì)帶來(lái)預(yù)料之外的副作用，在解決這種副作用時(shí)，又帶來(lái)新的問(wèn)題。種種問(wèn)題導(dǎo)致大容量而又小體積的電池技術(shù)難以商業(yè)化。
石墨烯是我國(guó)前沿新材料的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，目前石墨烯已經(jīng)過(guò)了炒作的最熱時(shí)期，逐步邁向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵期，呈現(xiàn)出向大規(guī)模應(yīng)用階段前進(jìn)的新特征?？偟膩?lái)說(shuō)，2018年中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)應(yīng)用繼續(xù)領(lǐng)跑，國(guó)家層面的政策引導(dǎo)、全局規(guī)劃明顯加速；產(chǎn)學(xué)研合作日益加強(qiáng)，技術(shù)創(chuàng)新亮點(diǎn)頻出；隨著石墨烯在新能源、復(fù)合材料、大健康等領(lǐng)域的相關(guān)產(chǎn)品不斷問(wèn)世，石墨烯逐步“走進(jìn)生活”。同時(shí)產(chǎn)業(yè)園區(qū)(基地)區(qū)域分布多點(diǎn)開花，石墨烯集聚效應(yīng)初顯，石墨烯產(chǎn)業(yè)迎來(lái)發(fā)展的春天。
石墨烯作為新材料產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)，在帶動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，培育新興產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)，推動(dòng)大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新的作用越來(lái)越顯著。2017年，中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到70億元，較2015年增長(zhǎng)了10倍還多，2018年中國(guó)石墨烯市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到280億元，未來(lái)五年年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為70.48%，發(fā)展勢(shì)頭十分迅猛。
“質(zhì)”的層面重要突破是最大亮點(diǎn)
中國(guó)經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào)：2018年石墨烯行業(yè)發(fā)展有沒(méi)有一些亮點(diǎn)讓你印象深刻？
趙猛：從2018中國(guó)國(guó)際石墨烯創(chuàng)新大會(huì)上所展示的應(yīng)用成果來(lái)看，無(wú)論是石墨烯發(fā)熱服、防彈衣，還是石墨烯節(jié)能幕墻、環(huán)保涂料，石墨烯應(yīng)用遍地開花，中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)道路正越走越寬廣。
我認(rèn)為，2018年很大的一個(gè)亮點(diǎn)是，我國(guó)石墨烯應(yīng)用發(fā)展不僅僅在“量”上取勝，而且在“質(zhì)”的層面有了一些重要突破。比如，一種防高溫高濕、防鹽霧腐蝕、防霉菌的石墨烯“三防”涂層技術(shù)已在秦皇島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)研發(fā)成功，可應(yīng)用于艦船燃?xì)廨啓C(jī)、航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件保護(hù)以及艦船防鹽霧及海生物腐蝕等，解決了我國(guó)在這一領(lǐng)域的技術(shù)難題，填補(bǔ)了高端產(chǎn)業(yè)空白。
總之，石墨烯是一個(gè)全新的行業(yè)，需要時(shí)間的沉淀。隨著低成本、高性能、規(guī)?；瘧?yīng)用技術(shù)的突破，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用從低端走到高端，從小規(guī)模走到大規(guī)模，石墨烯行業(yè)未來(lái)可期。
電池應(yīng)用方面大有可為
中國(guó)經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào)：石墨烯最重要的就是應(yīng)用，石墨烯電池在電動(dòng)自行車和電動(dòng)汽車甚至手機(jī)方面大有可為，目前研制進(jìn)展如何？
趙猛：電池尤其是汽車電池，是石墨烯應(yīng)用最熱的領(lǐng)域之一。石墨烯具備良好的導(dǎo)熱性能，能夠提升電池的散熱效果，而由于導(dǎo)電性能好，石墨烯還可以提升電池的功率密度。華為將它應(yīng)用在手機(jī)電池上，主要側(cè)重散熱。
可以說(shuō)，石墨烯若能真正有效提升電池容量、實(shí)現(xiàn)快速充電，將直擊動(dòng)力電池大規(guī)模推廣的痛點(diǎn)，而且對(duì)鉛酸電池行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有重要意義。但是囿于石墨烯的提取和應(yīng)用技術(shù)還沒(méi)有取得革命性突破，石墨烯材料成本非常高。目前石墨烯電池還是停留在實(shí)驗(yàn)室階段，無(wú)法達(dá)到量產(chǎn)的地步，石墨烯電池投入電動(dòng)車市場(chǎng)在中短期內(nèi)也很難實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)從六個(gè)方面著手
中國(guó)經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào)：為使2019年石墨烯產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展，你有哪些建議？
趙猛：如今，石墨烯行業(yè)正逐步從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵發(fā)展階段，要避免“大躍進(jìn)式”的石墨烯運(yùn)動(dòng)。無(wú)論是政府、企業(yè)還是投資人都要沉住氣，步步為營(yíng)，切忌急功近利。
第一，加強(qiáng)宏觀戰(zhàn)略指導(dǎo)。要重新評(píng)估我國(guó)石墨烯行業(yè)發(fā)展的方向和階段，避免出現(xiàn)方向性的錯(cuò)誤和偏差。同時(shí)加強(qiáng)從石墨資源開發(fā)、原料制備、下游應(yīng)用的宏觀指導(dǎo)，促進(jìn)上下游產(chǎn)業(yè)鏈無(wú)縫銜接，引導(dǎo)石墨烯產(chǎn)業(yè)科學(xué)、有序、健康發(fā)展。
第二，堅(jiān)持差異化發(fā)展。要充分發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢(shì)，根據(jù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際和發(fā)展優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)石墨烯產(chǎn)業(yè)差異化、特色化發(fā)展，避免低端同質(zhì)化重復(fù)建設(shè)。
第三，重視下游應(yīng)用銜接。石墨烯作為一種新材料，需要市場(chǎng)不斷進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證，因此，開拓下游應(yīng)用市場(chǎng)顯得尤為重要?？山Y(jié)合區(qū)域傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)契機(jī)，推動(dòng)石墨烯與現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的融合，例如選擇一批產(chǎn)業(yè)化前景較好、技術(shù)較為成熟的石墨烯產(chǎn)品開展試點(diǎn)。
第四，注重高端化布局。瞄準(zhǔn)國(guó)家戰(zhàn)略需求，圍繞新一代信息技術(shù)、航空航天設(shè)備、新能源等領(lǐng)域進(jìn)行布局，突破一批具有全局性、前瞻性、帶動(dòng)性的關(guān)鍵技術(shù)，領(lǐng)先國(guó)際水平。
第五，完善服務(wù)平臺(tái)建設(shè)。完善石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)(基地)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和服務(wù)水平，加強(qiáng)研發(fā)、中試、產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)品檢測(cè)認(rèn)證等公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，加大對(duì)高端人才的引進(jìn)力度，形成完善的產(chǎn)學(xué)研用合作體系。
