石墨烯產(chǎn)業(yè)革命尚未成功 技術(shù)應(yīng)用較浮夸

    石墨烯行業(yè)一直處于風(fēng)口浪尖，由于石墨烯的產(chǎn)能規(guī)模較大，市場需求也相對較大，石墨烯也成為了投資者的熱門投資項目。就目前的情況來看，石墨烯的市場不成熟，技術(shù)的應(yīng)用也不成熟，石墨烯行業(yè)的表現(xiàn)大多是浮夸的。
　　
　自2004年康斯坦丁博士通過膠帶從石墨上分離出石墨烯以來，關(guān)于石墨烯的話題就在不斷升溫。近年來，鋪天蓋地的報道將石墨烯推向了風(fēng)口浪尖。一時間，石墨烯幾乎成為了前沿科技的代名詞。而在資本市場，石墨烯也成為了投資者最愛聽的故事，時常攪動A股市場。事實上，這些故事大多名不副實。
　　
　市場上有關(guān)石墨烯的消息從來沒有清淡過，一點風(fēng)吹草動都能引來A股市場的風(fēng)起云涌。然而，材料的革命并非一朝一夕可以完成，即使石墨烯的論文、產(chǎn)品陸續(xù)出現(xiàn)，石墨烯行業(yè)發(fā)展不時呈現(xiàn)進步跡象，但石墨烯產(chǎn)品要真正走進人們的生活與工作還有很長的道路要走。總體來說，中國的石墨烯行業(yè)仍表現(xiàn)得有些浮夸。
　
　產(chǎn)能規(guī)模大
　　
　6月29日，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在上海發(fā)布報告稱，目前，全球石墨烯年產(chǎn)能已達到百噸級。該聯(lián)盟預(yù)計，未來5到10年，石墨烯年產(chǎn)能將達到千噸級；到2020年，石墨烯產(chǎn)業(yè)化規(guī)模將取得顯著突破。
　　
　僅在目前，國內(nèi)上市公司已經(jīng)披露的產(chǎn)能以及計劃投入的產(chǎn)能已足夠大。
　　
　為此，媒體簡單篩選了上市公司的公開披露信息及公開發(fā)言，基本情況如下。

　第一，最純正的石墨烯公司之一，在新三板掛牌的第六元素（831190），其2015年年報表示，已掌握石墨烯粉體宏量制備技術(shù)，已建成完全自主知識產(chǎn)權(quán)的年產(chǎn)10噸石墨烯粉體的生產(chǎn)線。實際上，此前公司曾宣布擁有年產(chǎn)100噸石墨烯的產(chǎn)能。
　　
　第二，寶泰?。?01011）2015年宣布擬用1.8億元投建年產(chǎn)100噸的石墨烯項目。
　　
　第三，華麗家族（600503）擬收購的寧波墨西公告顯示，一期年產(chǎn)300噸石墨烯微片生產(chǎn)線已于2013年底建成投產(chǎn)，二期建成后，石墨烯微片產(chǎn)能將達到1000噸；重慶墨希年產(chǎn)100萬平方米的石墨烯薄膜生產(chǎn)線，目前已投入生產(chǎn)，石墨烯粉體的產(chǎn)能暫時沒有披露。
　　
　第四，中泰化學(xué)（002092）投資的新三板公司凱納股份2015年底公告說，公司目前的石墨烯生產(chǎn)線可以實現(xiàn)年產(chǎn)噸級以上石墨烯產(chǎn)品。同時，為了進一步加快石墨烯產(chǎn)業(yè)化進程，公司正在分期建設(shè)年產(chǎn)2200噸和2.1萬噸的石墨烯產(chǎn)品建設(shè)項目。
　
　第五，東旭光電（000413）收購的碳源匯谷，兩年前就完成了年產(chǎn)3噸高品質(zhì)石墨烯和年產(chǎn)1噸石墨烯包覆正負極材料的中試產(chǎn)線建設(shè)，具備一定的產(chǎn)能規(guī)模。目前，東旭光電正在進行300噸石墨烯基鋰離子電池正負極材料生產(chǎn)線和鋰離子電池產(chǎn)線建設(shè)。
　　
　第六，龍力生物（002604）近日宣布，其參股的山東龍聚新材料科技有限公司，擬建成年產(chǎn)5噸生物基石墨烯中試生產(chǎn)線，未來將建設(shè)年產(chǎn)300噸的生產(chǎn)線。
　　
　除此之外，還有新三板的圣泉集團、二維碳素、兆鋆新材、青島華高墨烯等，以及若干家擬開展石墨烯相關(guān)研究的上市公司。
　　
　除了上市公司公告的動輒以百噸計算的石墨烯產(chǎn)能外，我們還可以發(fā)現(xiàn)上市公司介紹的包括纖維添加劑、電池、涂料、油墨、散熱材料、傳感材料等的研究與應(yīng)用。
　　
　應(yīng)用成問題
　　
　一方面，有市場供應(yīng)，另一方面有產(chǎn)品應(yīng)用，可是唯獨不見石墨烯出貨量的增加，也不見規(guī)?；漠a(chǎn)品上市。目前我們可以看到的最大的石墨烯應(yīng)用，僅是第六元素與道森合作成立的子公司江蘇道蓬，在南通如東建設(shè)的5萬噸石墨烯防腐涂料生產(chǎn)基地。但據(jù)介紹，這些涂料產(chǎn)品所應(yīng)用的石墨烯也非常有限。
　　
　那么，現(xiàn)在國內(nèi)這些制備企業(yè)生產(chǎn)的石墨烯將要用在哪里呢？
　　
　需要說明的是，石墨烯是一種特殊材料，但不是標準的材料。從物理結(jié)構(gòu)上講，層數(shù)不同性能也就不同。中國石墨烯聯(lián)盟根據(jù)物理結(jié)構(gòu)把單層、多層、3至10層的材料歸為石墨烯；幾十層或者上百層的，則歸為石墨烯納米微片。此外，還有一種產(chǎn)品為氧化石墨烯。但在A股市場，這些被統(tǒng)統(tǒng)歸結(jié)為石墨烯。不同產(chǎn)品實際上具備不同的性能，如果一家公司可以生產(chǎn)出廣義的石墨烯，但沒有相應(yīng)的產(chǎn)品需求與之匹配，則其石墨烯的產(chǎn)能可能就完全沒有意義。A股上市公司在石墨烯產(chǎn)能的宣傳上，往往省略其究竟是生產(chǎn)什么標準的石墨烯，未來應(yīng)用在什么領(lǐng)域等信息。
　　
　第六元素最早實現(xiàn)石墨烯的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，并且是第一家以石墨烯為主要業(yè)務(wù)的公司。然而，石墨烯應(yīng)用仍是公司最焦慮的事情。為此，該公司已與多家企業(yè)展開相關(guān)領(lǐng)域共同研發(fā)，希望基于共同研發(fā)的成果，生產(chǎn)出匹配產(chǎn)品的石墨烯材料。
　　
　行業(yè)革命性變化不容易
　　
　石墨烯應(yīng)用也并非沒有進展，相關(guān)產(chǎn)品事實上也是偶有發(fā)布的。比如說，在今年6月底的2016年GSMA世界移動大會上，來自世界各地的石墨烯成果得到了部分展示。
　　
　《國際金融報》記者看到，把石墨烯印制在T恤衫上可以監(jiān)測人體的各項指標；把石墨烯印制在普通紙板上并通過與設(shè)備連接，可以彈奏出美妙的音樂等。不過，這些都只是石墨烯應(yīng)用層面的宣傳，產(chǎn)品的技術(shù)層次較低。
　　
　人們對石墨烯最大的期待是在鋰電池領(lǐng)域。鋰離子電池通常是采用碳素材料作為負極，以含鋰的化合物作為正極，在電池充電的過程中，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極，同時嵌入負極的碳層微孔中。嵌入的鋰離子越多，充電的容量就越高。
　　
　學(xué)界普遍認為，石墨烯作為一種補充改性材料，對減少鋰電池充放電時間，提高鋰電池的能量密度等具有不可替代的作用。將石墨烯應(yīng)用于鋰離子電池，可以解決傳統(tǒng)鋰電池能量密度和功率密度等難以兼得的問題，可以作為石墨烯的復(fù)合負極材料、鋰電池正極材料的導(dǎo)電添加劑和石墨烯功能涂層鋁箔，全方位提升鋰電池品質(zhì)。現(xiàn)在石墨烯鋰電池幾乎是所有石墨烯研究機構(gòu)的研究方向。
　
　人們只是希望把石墨烯應(yīng)用在電池方面會有突出效果，但“真正的石墨烯鋰電池是什么樣子”，并沒有單位和個人對此有過定義，甚至沒有人對此做出過完美的想象。因此，現(xiàn)在針對墨烯電池和偽石墨烯電池的爭論，其實也沒有太大意義。
　　
　中國石墨烯聯(lián)盟搜集的世界石墨烯行業(yè)發(fā)展論文以及實驗室成果顯示，石墨烯應(yīng)用在負極材料上，可以提高鋰電池理論比容量和倍率性能。石墨烯還可應(yīng)用在正極材料上，因為石墨烯二維高比表面積的特殊結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的電子傳輸能力，可以有效改善正極材料的導(dǎo)電性能，提高鋰離子的擴散傳輸能力。石墨烯在正極材料中的應(yīng)用主要是與其他的陽極材料復(fù)合，以進一步提高其性能。石墨烯基導(dǎo)電添加劑原理也是其二維高比表面積的特殊結(jié)構(gòu)所帶來的優(yōu)異電子傳輸能力所致。
　　
　就現(xiàn)在的科學(xué)界研究來看，石墨烯可以應(yīng)用在鋰電池的各個方面。同時，任何研究方向上的一點進步，都有望給鋰電池的性能帶來積極變化。
　
　但事實上，科研人員遇到的問題也很多。主要表現(xiàn)在：第一，石墨烯制備過程中片層容易堆積，降低理論容量；第二，首次循環(huán)庫倫效率較低，大量鋰離子嵌入后無法脫出，會降低電解質(zhì)和正極材料的活性；第三，大量鋰離子重復(fù)嵌脫使得石墨烯片層結(jié)構(gòu)更加致密，鋰離子嵌脫難度加大，從而使循環(huán)容量降低；第四，石墨烯振實密度降低，減弱了電池的功率密度。
　　
　此外，在現(xiàn)在的制備工藝水平下，石墨烯價格依然昂貴。因此可以說，石墨烯在鋰電池領(lǐng)域的進步是一個又一個問題的改善和解決，石墨烯對鋰電池的改性也必然是循序漸進的。所謂的行業(yè)革命性變化，并不是說說那么容易。
　　
　“石墨烯牛皮”攪動A股市場
　　
　浮夸不只是中國特色，但更多時候國內(nèi)投資者喜歡聽“吹牛皮”，而且愿意去為之傳播。比如說，一則“西班牙某公司研究的石墨烯電池，充電10分鐘可跑1000公里”的新聞反復(fù)出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上，A股市場也因此幾次刮起過“石墨烯概念”旋風(fēng)。
　　
　不久前，曼徹斯特大學(xué)教授安德烈·海姆來中國時，就有一些國內(nèi)學(xué)者向他請教此事。這位曾因石墨烯而獲得諾貝爾獎的英國人回答說，“沒有聽說過”。
　
　他表示，需要上網(wǎng)搜一下才能了解更多情況。事實上，攪動A股股價的國外石墨烯技術(shù)，“名不副實”的還有許多。
　　
　石墨烯制備水平和規(guī)模浮夸，石墨烯技術(shù)應(yīng)用浮夸，很容易影響到行業(yè)的發(fā)展。把石墨烯技術(shù)列為“十三五”規(guī)劃以及重大專項，是行業(yè)內(nèi)一直非常在意的事情，這些提議也一度遭到強烈反對。主要原因在于，石墨烯行業(yè)包括科研院所及企業(yè)，已經(jīng)從資本市場獲取了過多的資金支持，甚至可以說是“過剩的”。因此，石墨烯被認為已不再需要國家的重點扶持。這種反對意見從某些上市公司股價的“過分表現(xiàn)”來看確實有一定道理。