石墨烯(Graphene)自2004年發(fā)現(xiàn)以來，在短短數(shù)年間已經(jīng)成為凝聚態(tài)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活動。盡管如此，一些上市的石墨公司的估值卻一直在下降，并已返回到自己首次公開募股的水平。近幾年，一些石墨烯公司和科研機(jī)構(gòu)對石墨烯電池技術(shù)進(jìn)行了多項研究和實驗，看起來非常有前途，但仍然需要一段時間才能大規(guī)模并以合理的速度生產(chǎn)，當(dāng)今市場仍以研究和興趣占主導(dǎo)，主要方向是儲能和復(fù)合材料，更多的企業(yè)會通過中間產(chǎn)品獲益，避免終端用戶不確定性帶來的風(fēng)險損失。
研究與投資熱度不減
電動汽車和可再生能源被譽為應(yīng)對氣候變化的解決方案，需要更便宜、更好的電池實現(xiàn)廣泛使用。大學(xué)、初創(chuàng)公司，以及通用電氣(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)散式的長期應(yīng)用，但實際上鮮有“殺手級應(yīng)用”，缺乏具有獨特價值和先發(fā)優(yōu)勢的產(chǎn)品，因此，商業(yè)化進(jìn)程依然像一個替代游戲。目前，主要應(yīng)用僅限于儲能、復(fù)合材料、功能性油墨、電子、石墨等，石墨烯的價值定位、競爭格局、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和未來可能出現(xiàn)的制造技術(shù)在各個細(xì)分市場都有不同，導(dǎo)致市場割裂，供應(yīng)商也一直在尋求階段化的市場策略，但市場多元子集過于細(xì)微分散，這勢必拖垮長期價格。值得注意的是，與石墨烯競爭的碳納米管價格也因此承壓。
現(xiàn)在的商業(yè)投資者有更真實的期望，表現(xiàn)出對復(fù)合材料、儲能應(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顯著的挑戰(zhàn)，問題很多，油價和天然氣價格的下跌也抑制了對電動汽車和可再生能源的需求。與其競爭存在很大風(fēng)險和困難。”
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)隊創(chuàng)建了系列科研項目，包括碳納米管和石墨烯，可以顯著提高能源存儲?？偛课挥诘驴怂_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。
近幾年，一些石墨烯公司和科研機(jī)構(gòu)對石墨烯電池技術(shù)進(jìn)行了多項研究和實驗。韓國光州科學(xué)技術(shù)院的研究人員正在對一項新型石墨烯電池技術(shù)進(jìn)行研究，研究表明，這種新型電池可將電動汽車的充電時間縮短至16秒，而不影響能量密度。美國俄亥俄州Nanotek儀器公司的研究人員則利用鋰離子可在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發(fā)出一種新型儲能設(shè)備，可以將充電時間從過去的數(shù)小時之久縮短到不到一分鐘。新儲能設(shè)備稱為石墨烯表面鋰離子交換電池，或簡稱為表面介導(dǎo)電池(SMCS)，它集中了鋰電池和超級電容的優(yōu)點，同時兼具高功率密度和高能量儲存密度的特性。歐盟十多年來投入10億歐元致力于研究石墨烯和其它2D材料，韓國和英國政府過去兩年里分別投資至少4000萬美元和2400萬英鎊從事研究。同時，一些已經(jīng)上市的石墨烯公司獲取大量估值，對石墨烯的投資熱度不減。據(jù)IDTechEx統(tǒng)計，過去幾年中，私人石墨烯公司的投資約有6000萬美元。
全球石墨烯市場規(guī)模 單位：百萬美元
數(shù)據(jù)來源：IDTechEx
電池網(wǎng)微信
