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石墨烯产业革命尚未成功 表现相当浮夸

本报记者 阳煦

2016年08月08日08:31  来源:人民网-国际金融报 

自2004年康斯坦丁博士通过胶带从石墨上分离出石墨烯以来,关于石墨烯的话题就在不断升温。近年来,铺天盖地的报道将石墨烯推向了风口浪尖。一时间,石墨烯几乎成为了前沿科技的代名词。而在资本市场,石墨烯也成为了投资者最爱听的"故事",时常搅动A股市场。事实上,这些"故事"大多名不副实。

市场上有关石墨烯的消息从来没有清淡过,一点风吹草动都能引来A股市场的风起云涌。然而,材料的革命并非一朝一夕可以完成,即使石墨烯的论文、产品陆续出现,石墨烯行业发展不时呈现进步迹象,但石墨烯产品要真正走进人们的生活与工作还有很长的道路要走。总体来说,中国的石墨烯行业仍表现得有些浮夸。

产能规模大

6月29日,中国石墨烯产业联盟在上海发布报告称,目前,全球石墨烯年产能已达到百吨级。该联盟预计,未来5到10年,石墨烯年产能将达到千吨级;到2020年,石墨烯产业化规模将取得显著突破。

仅在目前,国内上市公司已经披露的产能以及计划投入的产能已足够大。

为此,《国际金融报》记者简单筛选了上市公司的公开披露信息及公开发言,基本情况如下。

第一,最纯正的石墨烯公司之一,在新三板挂牌的第六元素(831190),其2015年年报表示,已掌握石墨烯粉体宏量制备技术,已建成完全自主知识产权的年产10吨石墨烯粉体的生产线。实际上,此前公司曾宣布拥有年产100吨石墨烯的产能。

第二,宝泰隆(601011)2015年宣布拟用1.8亿元投建年产100吨的石墨烯项目。

第三,华丽家族(600503)拟收购的宁波墨西公告显示,一期年产300吨石墨烯微片生产线已于2013年底建成投产,二期建成后,石墨烯微片产能将达到1000吨;重庆墨希年产100万平方米的石墨烯薄膜生产线,目前已投入生产,石墨烯粉体的产能暂时没有披露。

第四,中泰化学(002092)投资的新三板公司凯纳股份2015年底公告说,公司目前的石墨烯生产线可以实现年产吨级以上石墨烯产品。同时,为了进一步加快石墨烯产业化进程,公司正在分期建设年产2200吨和2.1万吨的石墨烯产品建设项目。

第五,东旭光电(000413)收购的碳源汇谷,两年前就完成了年产3吨高品质石墨烯和年产1吨石墨烯包覆正负极材料的中试产线建设,具备一定的产能规模。目前,东旭光电正在进行300吨石墨烯基锂离子电池正负极材料生产线和锂离子电池产线建设。

第六,龙力生物(002604)近日宣布,其参股的山东龙聚新材料科技有限公司,拟建成年产5吨生物基石墨烯中试生产线,未来将建设年产300吨的生产线。

除此之外,还有新三板的圣泉集团、二维碳素、兆鋆新材、青岛华高墨烯等,以及若干家拟开展石墨烯相关研究的上市公司。

除了上市公司公告的动辄以百吨计算的石墨烯产能外,我们还可以发现上市公司介绍的包括纤维添加剂、电池、涂料、油墨、散热材料、传感材料等的研究与应用。

应用成问题

一方面,有市场供应,另一方面有产品应用,可是唯独不见石墨烯出货量的增加,也不见规模化的产品上市。目前我们可以看到的最大的石墨烯应用,仅是第六元素与道森合作成立的子公司江苏道蓬,在南通如东建设的5万吨石墨烯防腐涂料生产基地。但据介绍,这些涂料产品所应用的石墨烯也非常有限。

那么,现在国内这些制备企业生产的石墨烯将要用在哪里呢?

需要说明的是,石墨烯是一种特殊材料,但不是标准的材料。从物理结构上讲,层数不同性能也就不同。中国石墨烯联盟根据物理结构把单层、多层、3至10层的材料归为石墨烯;几十层或者上百层的,则归为石墨烯纳米微片。此外,还有一种产品为氧化石墨烯。但在A股市场,这些被统统归结为石墨烯。不同产品实际上具备不同的性能,如果一家公司可以生产出广义的石墨烯,但没有相应的产品需求与之匹配,则其石墨烯的产能可能就完全没有意义。A股上市公司在石墨烯产能的宣传上,往往省略其究竟是生产什么标准的石墨烯,未来应用在什么领域等信息。

第六元素最早实现石墨烯的产业化生产,并且是第一家以石墨烯为主要业务的公司。然而,石墨烯应用仍是公司最焦虑的事情。为此,该公司已与多家企业展开相关领域共同研发,希望基于共同研发的成果,生产出匹配产品的石墨烯材料。

行业革命性变化不容易

石墨烯应用也并非没有进展,相关产品事实上也是偶有发布的。比如说,在今年6月底的2016年GSMA世界移动大会上,来自世界各地的石墨烯成果得到了部分展示。

《国际金融报》记者看到,把石墨烯印制在T恤衫上可以监测人体的各项指标;把石墨烯印制在普通纸板上并通过与设备连接,可以弹奏出美妙的音乐等。不过,这些都只是石墨烯应用层面的宣传,产品的技术层次较低。

人们对石墨烯最大的期待是在锂电池领域。锂离子电池通常是采用碳素材料作为负极,以含锂的化合物作为正极,在电池充电的过程中,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极,同时嵌入负极的碳层微孔中。嵌入的锂离子越多,充电的容量就越高。

学界普遍认为,石墨烯作为一种补充改性材料,对减少锂电池充放电时间,提高锂电池的能量密度等具有不可替代的作用。将石墨烯应用于锂离子电池,可以解决传统锂电池能量密度和功率密度等难以兼得的问题,可以作为石墨烯的复合负极材料、锂电池正极材料的导电添加剂和石墨烯功能涂层铝箔,全方位提升锂电池品质。现在石墨烯锂电池几乎是所有石墨烯研究机构的研究方向。

人们只是希望把石墨烯应用在电池方面会有突出效果,但“真正的石墨烯锂电池是什么样子”,并没有单位和个人对此有过定义,甚至没有人对此做出过完美的想象。因此,现在针对墨烯电池和伪石墨烯电池的争论,其实也没有太大意义。

中国石墨烯联盟搜集的世界石墨烯行业发展论文以及实验室成果显示,石墨烯应用在负极材料上,可以提高锂电池理论比容量和倍率性能。石墨烯还可应用在正极材料上,因为石墨烯二维高比表面积的特殊结构以及优异的电子传输能力,可以有效改善正极材料的导电性能,提高锂离子的扩散传输能力。石墨烯在正极材料中的应用主要是与其他的阳极材料复合,以进一步提高其性能。石墨烯基导电添加剂原理也是其二维高比表面积的特殊结构所带来的优异电子传输能力所致。

就现在的科学界研究来看,石墨烯可以应用在锂电池的各个方面。同时,任何研究方向上的一点进步,都有望给锂电池的性能带来积极变化。

但事实上,科研人员遇到的问题也很多。主要表现在:第一,石墨烯制备过程中片层容易堆积,降低理论容量;第二,首次循环库伦效率较低,大量锂离子嵌入后无法脱出,会降低电解质和正极材料的活性;第三,大量锂离子重复嵌脱使得石墨烯片层结构更加致密,锂离子嵌脱难度加大,从而使循环容量降低;第四,石墨烯振实密度降低,减弱了电池的功率密度。

此外,在现在的制备工艺水平下,石墨烯价格依然昂贵。因此可以说,石墨烯在锂电池领域的进步是一个又一个问题的改善和解决,石墨烯对锂电池的改性也必然是循序渐进的。所谓的行业革命性变化,并不是说说那么容易。

“石墨烯牛皮”搅动A股市场

浮夸不只是中国特色,但更多时候国内投资者喜欢听“吹牛皮”,而且愿意去为之传播。比如说,一则“西班牙某公司研究的石墨烯电池,充电10分钟可跑1000公里”的新闻反复出现在网络上,A股市场也因此几次刮起过“石墨烯概念”旋风。

不久前,曼彻斯特大学教授安德烈·海姆来中国时,就有一些国内学者向他请教此事。这位曾因石墨烯而获得诺贝尔奖的英国人回答说,“没有听说过”。

他表示,需要上网搜一下才能了解更多情况。事实上,搅动A股股价的国外石墨烯技术,“名不副实”的还有许多。

石墨烯制备水平和规模浮夸,石墨烯技术应用浮夸,很容易影响到行业的发展。把石墨烯技术列为“十三五”规划以及重大专项,是行业内一直非常在意的事情,这些提议也一度遭到强烈反对。主要原因在于,石墨烯行业包括科研院所及企业,已经从资本市场获取了过多的资金支持,甚至可以说是“过剩的”。因此,石墨烯被认为已不再需要国家的重点扶持。这种反对意见从某些上市公司股价的“过分表现”来看确实有一定道理。

(责编:陈键、赖悦)

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