近日，韓國研究團隊研發(fā)出能快速充放電且運用1萬次以上也不會出現(xiàn)容量損失的鋰離子電池陰極材料。據(jù)介紹，石墨烯作為上述材料的重要“成員”，能助力電池快速充電。比如一塊采用了上述材料的鋰電池，充電20秒，即可達到智能手機的電池容量，效率可謂驚人。
這是神奇材料石墨烯取代原有材料發(fā)揮高效性能的典型案例。基于石墨烯的超強替代性能，各國都在不遺余力推動石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，我國也不例外。同時，受多種因素干擾，石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景值得期待，但其產(chǎn)業(yè)化難度極高，亟待改善。
政策利好 國內(nèi)石墨烯發(fā)展初見規(guī)模
近年，我國政策頻繁利好石墨烯領域。
2012年工信部發(fā)布《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，首次明確提出支持石墨烯新材料發(fā)展;
2014 年11月，我國發(fā)布的《關鍵材料升級換代工程》提出到2016 年實現(xiàn)石墨烯的批量穩(wěn)定生產(chǎn)和規(guī)模化應用;
2015年，《關于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》、《《中國制造2025》重點領域技術路線圖》等發(fā)布，對石墨烯產(chǎn)業(yè)化提出了發(fā)展目標與具體要求;
2016年恰逢“十三五”開局之年，業(yè)界預測石墨烯進入《新材料產(chǎn)業(yè)“十三五”重點產(chǎn)品目錄》應無懸念。
受益于政策紅包，我國石墨烯發(fā)展初見成效，主要體現(xiàn)在技術和產(chǎn)業(yè)規(guī)模上。
技術研究方面，2011年，國內(nèi)與石墨烯有關的論文為278篇，2012年為494篇，2013年為718篇，2014年上升至914篇，2015年為1239篇;技術專利上。目前我國在國際上已經(jīng)申請2200多項石墨烯專利技術，約為全球石墨烯專利技術的三分之一。
產(chǎn)業(yè)規(guī)模上，我國形成了以江蘇省（常州、無錫、南京等地）為中心，寧波、青島、重慶、德陽、河北、北京等地活躍分散發(fā)展的格局。產(chǎn)業(yè)鏈中，下游公司居多。目前，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有超過50 家的制備及相關應用開發(fā)企業(yè)，目前市場競爭也主要集中在石墨烯規(guī)模化制備技術以及與下游商業(yè)化應用對接兩方面。
產(chǎn)業(yè)化困境：工藝水平與利潤作祟
目前，全球范圍內(nèi)還沒有一家企業(yè)實現(xiàn)真正石墨烯及其衍生品的產(chǎn)業(yè)化，國內(nèi)企業(yè)中除了兩家企業(yè)實現(xiàn)了應用于LED行業(yè)的石墨烯產(chǎn)品的小規(guī)模生產(chǎn)外，其余研究機構及企業(yè)均只能小批量生產(chǎn)，產(chǎn)品也主要用于研究機構的研究。
國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)處于初級發(fā)展階段，工藝水平不高、企業(yè)難以獲利是阻礙石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的兩大因素。
工藝上來看，如何批量化地制備大面積、穩(wěn)定性好、高質(zhì)量的石墨烯是難點之一，目前整個行業(yè)仍處于產(chǎn)品研發(fā)階段，只有少數(shù)企業(yè)能夠大規(guī)模制備高質(zhì)量石墨烯，行業(yè)層面的不良率影響了下游的應用推廣。
利潤方面，石墨烯獲取成本仍舊高企，而應用市場尚未完全打開，這使得石墨烯公司難以穩(wěn)定獲取利潤，自然規(guī)模不顯（見下圖）。未來這些企業(yè)需要整合好上下游產(chǎn)業(yè)鏈，降低成本并提高銷售。
國內(nèi)石墨烯相關企業(yè)獲利困難（單位：百萬）
三招發(fā)力 石墨烯產(chǎn)業(yè)千億元規(guī)模可期
根據(jù)《《中國制造2025》重點領域技術路線圖》的要求，2020年石墨烯需要形成百億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，2025年整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破千億，為實現(xiàn)這一發(fā)展目標，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)應該在以下方面取得突破：
其一，提高技術，讓石墨烯材料能夠應用在更多的下游產(chǎn)品和領域中。未來，石墨烯器件有望替代互補金屬氧化物半導體（CMOS）器件，在納米電子器件，光電化學電池、超輕型飛機材料等研究領域得到應用。
其二，主攻消費類電子產(chǎn)品。石墨烯制備水平和應用技術水平的發(fā)展是相輔相成的，以目前的發(fā)展水平看，電子元件領域的應用對石墨烯的質(zhì)量和技術要求最高，也最難以實現(xiàn)，我們預計其應用在10年左右;石墨烯在消費電子類的應用主要需克服制備技術的難關，這也是目前石墨烯研究中最熱點的方向。
其三，積極與國外機構合作，或并購海外優(yōu)秀的石墨烯公司，這將是我國石墨烯產(chǎn)業(yè)提高技術，擴大規(guī)模的“捷徑”。