石墨烯(Graphene)自2004年被發(fā)現(xiàn)以來，在短短數(shù)年間已經(jīng)成為物理、化學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域研究中倍受矚目的“明星材料”。2014年，石墨烯產(chǎn)業(yè)新聞不斷，第一輪商業(yè)應(yīng)用已經(jīng)公布的消息一石激起千層浪，業(yè)界見證了大量的投資和收購(gòu)活動(dòng)。近幾年這些石墨烯公司和科研機(jī)構(gòu)對(duì)石墨烯電池技術(shù)盡管進(jìn)行了多項(xiàng)研究和實(shí)驗(yàn)，看起來非常有前途，但仍然需要一段時(shí)間才能大規(guī)模并以合理的速度生產(chǎn)，當(dāng)今市場(chǎng)仍以研究興趣占主導(dǎo)，主要方向是儲(chǔ)能和復(fù)合材料，更多的企業(yè)會(huì)通過中間產(chǎn)品獲益，避免終端用戶不確定性帶來的風(fēng)險(xiǎn)損失。指望石墨烯大幅提供動(dòng)力電池能量密度，解決電動(dòng)汽車的“里程焦慮”還不現(xiàn)實(shí)。
研究與投資熱度不減
電動(dòng)汽車和可再生能源被譽(yù)為應(yīng)對(duì)氣候變化的最佳解決方案，需要更便宜、更好的電池實(shí)現(xiàn)廣泛使用。小到實(shí)驗(yàn)室、初創(chuàng)公司，大到通用電氣(GE)、IBM、豐田等大型企業(yè)都在進(jìn)行提高鋰離子電池性能的研發(fā)，但挑戰(zhàn)十分巨大。石墨烯則是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料。石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，能助力超級(jí)電容器、鋰離子電池的發(fā)展。資料顯示，加入石墨烯材料，同等體積的電容可擴(kuò)充5倍以上的容量，而鋰電池電極中加入石墨烯可大幅度提高其導(dǎo)電性能。
石墨烯產(chǎn)業(yè)一直被期待能出現(xiàn)穩(wěn)定和發(fā)散式的長(zhǎng)期應(yīng)用，但實(shí)際上鮮有“殺手級(jí)應(yīng)用”，缺乏具有獨(dú)特價(jià)值和先發(fā)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品，因此，商業(yè)化進(jìn)程依然像一個(gè)替代游戲。目前，主要應(yīng)用僅限于儲(chǔ)能、復(fù)合材料、功能性油墨、電子、石墨等，石墨烯的價(jià)值定位、競(jìng)爭(zhēng)格局、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和未來可能出現(xiàn)的制造技術(shù)在各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)都有不同，導(dǎo)致市場(chǎng)割裂，供應(yīng)商也一直在尋求階段化的市場(chǎng)策略，但市場(chǎng)多元子集過于細(xì)微分散，這勢(shì)必拖垮長(zhǎng)期價(jià)格。值得注意的是，與石墨烯競(jìng)爭(zhēng)的碳納米管價(jià)格也因此承壓。
現(xiàn)在的商業(yè)投資者有更真實(shí)的期望，表現(xiàn)出對(duì)復(fù)合材料、儲(chǔ)能應(yīng)用及中間產(chǎn)品的關(guān)注。商業(yè)化的研究并不容易或快速商品化，以許多納米材料或組件電池為例，前期投入過于昂貴以至于難以盡快推出有利可圖的應(yīng)用。美國(guó)馬里蘭大學(xué)和伊利諾伊大學(xué)的研究人員稱，“開發(fā)這種電池在目前是一個(gè)顯著的挑戰(zhàn)，問題很多，油價(jià)和天然氣價(jià)格的下跌也抑制了對(duì)電動(dòng)汽車和可再生能源的需求。與其競(jìng)爭(zhēng)存在很大風(fēng)險(xiǎn)和困難。”
萊斯大學(xué)材料科學(xué)和納米工程學(xué)教授James Tour表示，他的研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了系列科研項(xiàng)目，包括碳納米管和石墨烯，可以顯著提高能量存儲(chǔ)效率。總部位于德克薩斯州的Xidex公司和以色列Graphite石墨公司，正在基于萊斯大學(xué)的這些科研技術(shù)研發(fā)產(chǎn)品，這些技術(shù)可以使智能手機(jī)在幾分鐘內(nèi)讓電池完全充滿電，“距離商品化還有三年的路要走”，James Tour說道。
