文 | 周有輝

編輯 | 彭孝秋

下游新能源產(chǎn)業(yè)的爆火，對產(chǎn)業(yè)鏈上游技術(shù)的突破帶動已經(jīng)不言而喻。近日，深圳材啟新材料（下稱“材啟）的主要產(chǎn)品高壓高能量密度電容石墨烯，已完成了量產(chǎn)中試實(shí)驗(yàn)，行將進(jìn)入真正的量產(chǎn)交付階段。據(jù)悉，材啟已經(jīng)完成了輪近千萬元的融資。

石墨烯在2004年被兩位英國科學(xué)家所發(fā)現(xiàn)，是目前世界上已知的最薄、最硬的納米材料。其厚度僅0.335納米，相當(dāng)于頭發(fā)絲的二十萬分之一，但硬度卻是同規(guī)格鋼的200倍，并且具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。

在手機(jī)廠商和服裝商家的產(chǎn)品中，如手機(jī)散熱膜和發(fā)熱面料，石墨烯的使用已經(jīng)并不鮮見。但是，高質(zhì)量石墨烯在上游工業(yè)的應(yīng)用仍然徘徊在實(shí)驗(yàn)室和下游市場之間。

材啟創(chuàng)始人黎劍輝告訴36氪，目前市場宣稱的量產(chǎn)石墨烯大多為氧化石墨烯，屬于石墨烯的一種衍生物，并沒有真正發(fā)揮出石墨烯作為單原子二維結(jié)構(gòu)的薄、硬特性。而用高錳酸鉀氧化劑對石墨進(jìn)行氧化，會破壞其原有的晶格結(jié)構(gòu)。“就相當(dāng)于一片樹葉外表看上去完好無損，內(nèi)部卻已經(jīng)千瘡百孔?！?/p>

目前，材啟成功開發(fā)出了耐高電壓具備高能量密度超級電容石墨烯，正在建設(shè)150噸量產(chǎn)產(chǎn)線。據(jù)介紹，材啟電容石墨烯在水系電解液中表現(xiàn)高達(dá)200F/g的高質(zhì)量比電容，經(jīng)過30000圈的循環(huán)測試，比電容未見明顯的衰減。經(jīng)過測試，電容石墨烯在電壓窗口為3V時展現(xiàn)出34Wh/kg、3.5V展現(xiàn)出45Wh/kg、4V展現(xiàn)出60Wh/kg的超高電極能量密度。

圖：材啟新材料的電容石墨烯TEM照片

具體從下游應(yīng)用切入來看，材啟瞄準(zhǔn)了被日企壟斷的超級電容器市場，將石墨烯替代電容炭作為電極材料。超級電容器是一種新型儲能電池，在充放電過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而是通過靜電場建立的物理反應(yīng)來完成電能的儲存或釋放。

因此，超級電容無需考慮因化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的損耗問題，可以在極短時間內(nèi)通過大電流而不發(fā)熱，循環(huán)壽命長達(dá)百萬次，高出鋰電池百倍。其最為大眾所知的應(yīng)用就是公交車數(shù)十秒內(nèi)充電和高鐵制動能量回收。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，到2022年我國超級電容器市場規(guī)模有望達(dá)200億元。

圖：超級電容器基于物理反應(yīng)，而常見的鋰電池和鉛酸電池基于化學(xué)反應(yīng)

超級電容器的電極材料占去總成本的30%-40%，決定了其性能優(yōu)劣，主流材料可分為活性炭材料、金屬氧化物材料和導(dǎo)電聚合物材料。其中，使用最多的活性炭材料有90%依賴進(jìn)口，并且大多進(jìn)口自日本可樂麗，后者是日本最大的綜合性化工公司，集團(tuán)年銷售超過30億美元。

據(jù)36氪了解，進(jìn)口電容炭的每噸價格高達(dá)50萬元，高端電容炭更是高達(dá)100萬元每噸，而材啟新材料的電容石墨烯更具備成本優(yōu)勢，性能更好。

“超級電容可以短時間內(nèi)快速大量充放電的特性，本可以用在很多場景，但成本所限一直沒有大規(guī)模使用，而材啟新材料的成本優(yōu)勢會打開新的應(yīng)用場景，不再讓石墨烯局限在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)?！崩鑴x對36氪表示。未來，鋰電池、汽車輪胎、導(dǎo)電玻璃、導(dǎo)電油墨和醫(yī)學(xué)工程材料都是材啟將要開拓的應(yīng)用領(lǐng)域。

團(tuán)隊方面，材啟新材料創(chuàng)始人黎劍輝為香港理工大學(xué)博士后，負(fù)責(zé)公司整體運(yùn)營及產(chǎn)品研發(fā)，讀博期間長期研究石墨烯材料，并掌握了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)高質(zhì)量石墨烯的技術(shù)。