【國內(nèi)政策助力：開啟石墨烯商業(yè)化大幕】

石墨烯因其在電學(xué)、力學(xué)、導(dǎo)熱散熱、光學(xué)、高比表面積等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，使其在電子信息、儲能、節(jié)能環(huán)保、特種航天等領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用潛能，成為近年來的研發(fā)熱點(diǎn)之一。

隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國家政策以市場為導(dǎo)向，逐步進(jìn)行調(diào)整，多部門合力推進(jìn)，公布了一系列相關(guān)政策進(jìn)行系統(tǒng)布局。據(jù)CGIAResearch統(tǒng)計(jì)，2012年至2017年間，國家層面相關(guān)政策數(shù)量達(dá)20余條，地方層面相關(guān)政策數(shù)量達(dá)140余條。

在產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)方面，近幾年來，國內(nèi)已經(jīng)有很多市場化的石墨烯產(chǎn)品問世，其中應(yīng)用于鋰電領(lǐng)域的石墨烯導(dǎo)電漿料生產(chǎn)公司有：東莞鴻納、青島昊鑫、華高等，石墨烯行業(yè)實(shí)現(xiàn)了從“講故事”到“賣產(chǎn)品”這一質(zhì)變的跨越。

【技術(shù)專利支持：國內(nèi)石墨烯專利重要集中在鋰離子電池領(lǐng)域】

近年來，我國在石墨烯應(yīng)用技術(shù)方面的研究持續(xù)上升，重要集中在儲能、電子器件、水處理、氣體處理、化工、醫(yī)療、檢測、特種航天等?；?、儲能和電子器件領(lǐng)域的石墨烯相關(guān)專利申請數(shù)量占比位居前三，三者合計(jì)占比接近90%，成為國內(nèi)石墨烯應(yīng)用的重要領(lǐng)域。

石墨烯專利在儲能領(lǐng)域中重要集中在鋰離子電池領(lǐng)域，鋰離子電池相關(guān)的專利數(shù)為3077個(gè)，占據(jù)市場份額的40%以上。鋰離子電池領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)較多的原因在于，石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、能夠緩解電極材料的體積膨脹等，從而大幅提高動力鋰電池的性能，因此石墨烯在鋰離子電池的正極、負(fù)極、集流體、隔膜、導(dǎo)電添加劑等方面應(yīng)用較廣，未來市場前景尤為廣闊。

其次，超級電容方面的專利數(shù)也較多，為1331個(gè)，占比為17.5%。

【鋰電市場向好：我國鋰離子電池行業(yè)市場前景向好】

我國是鋰離子電池最重要的生產(chǎn)國之一。2014年，我國鋰離子電池產(chǎn)量達(dá)52.87億只，占全球總產(chǎn)量的71.2%，已持續(xù)10年位居全球首位。截止至2018年底，我國鋰離子電池產(chǎn)量達(dá)到139.87億只，比2014年上升了一倍多。伴隨鋰離子電池生產(chǎn)廠家在技術(shù)上的革新，性能和安全性的提升，人們對鋰離子電池的需求仍會不斷上升，預(yù)計(jì)到2024年，我國鋰離子電池行業(yè)市場規(guī)模將超過1500億元。

【機(jī)遇與困難并存：石墨烯在鋰離子電池領(lǐng)域應(yīng)用仍存不足】

目前石墨烯在鋰離子電池中的添加形式重要有導(dǎo)電添加劑、電極復(fù)合材料及直接作為負(fù)極材料三種形式。其中，石墨烯導(dǎo)電添加劑的導(dǎo)電、放電性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)導(dǎo)電劑，其在制備過程中不涉及復(fù)雜的合成過程，因此可控性較強(qiáng)，難度較低，成功率較高，目前石墨烯導(dǎo)電劑研發(fā)技術(shù)已經(jīng)相對成熟。

據(jù)石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2017年石墨烯導(dǎo)電劑價(jià)格為230美元/千克，與碳納米管導(dǎo)電劑價(jià)格大致相同，預(yù)計(jì)到2020年石墨烯導(dǎo)電劑價(jià)格將降至113美元/千克，而碳納米管價(jià)格將維持在200美元/千克的水平，石墨烯導(dǎo)電劑的價(jià)格優(yōu)勢將逐步顯現(xiàn)。

■石墨烯在鋰離子電池領(lǐng)域應(yīng)用仍存一些問題：

1石墨烯制備過程中片層容易堆積，降低了理論容量。

2首次循環(huán)庫倫效率較低，大量鋰離子嵌入后無法脫出，降低電解質(zhì)和正極材料的活性。

3鋰離子的重復(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而使得循環(huán)容量降低。

4石墨烯振實(shí)密度較低，降低電池的功率密度。

為了能夠滿足在實(shí)際運(yùn)用中對電池的循環(huán)壽命、快速大電流充放電、高比容量等需求，仍要加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的研究：

為材料的商品化大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用，需重視石墨烯的制備工藝的低成本化，設(shè)計(jì)大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯的制備工藝;

提高石墨烯及其復(fù)合電極材料的高倍率性能和循環(huán)壽命，使其能滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

深入研究石墨烯的儲鋰機(jī)理及其復(fù)合材料中的微觀形貌與電化學(xué)性能之間的關(guān)系，深入研究石墨烯的尺寸結(jié)構(gòu)缺陷以及孔徑等對電化學(xué)性能的影響。