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(chǔ)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(chǎng)為導(dǎo)向，逐步進(jìn)行調(diào)整，多部門合力推進(jìn)，發(fā)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(chǎng)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)企業(yè)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)石墨烯專利主要集中在鋰離子電池領(lǐng)域

近年來，中國在石墨烯應(yīng)用技術(shù)方面的研究持續(xù)增長，主要集中在儲(chǔ)能、電子器件、水處理、氣體處理、化工、醫(yī)療、檢測(cè)、特種航天等。化工、儲(chǔ)能和電子器件領(lǐng)域的石墨烯相關(guān)專利申請(qǐng)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)用的主要領(lǐng)域。

石墨烯專利在儲(chǔ)能領(lǐng)域中主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(chǎng)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(dòng)力電池的性能，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(chǎng)前景尤為廣闊。

其次，超級(jí)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(chǎng)向好：中國鋰電池行業(yè)市場(chǎng)前景向好

我國是鋰離子電池最主要的生產(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%，已連續(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年增長了一倍多。伴隨鋰電池生產(chǎn)廠家在技術(shù)上的革新，性能和安全性的提升，人們對(duì)鋰電池的需求仍會(huì)不斷增長，預(yù)計(jì)到2024年，我國鋰電池行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將超過1500億元。

機(jī)遇與困難并存：石墨烯在鋰電池領(lǐng)域應(yīng)用仍存不足

目前石墨烯在鋰電池中的添加形式主要有導(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(duì)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(shì)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。

中國科學(xué)院金屬研究所博士、北京圣盟科技有限公司首席科學(xué)家趙金平帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)研發(fā)的石墨烯包覆技術(shù)，能將鋰離子電池正極材料比容量提升15%-25%，將循環(huán)1000次后的容量保持率提升30%-40%；把負(fù)極材料的容量提升40%-45%，將循環(huán)1000次后的容量保持率提升35%-50%。

這意味著，把石墨烯包覆鋰離子正、負(fù)極材料技術(shù)應(yīng)用到車用動(dòng)力電池上，有望提升目前三元鋰離子電池單體能量密度（約200瓦時(shí)/千克），達(dá)到《智能汽車關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化實(shí)施方案》提出的2020年車用動(dòng)力電池能量密度指標(biāo)300瓦時(shí)/千克的目標(biāo)。

中汽協(xié)發(fā)布的6月份汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù)顯示：1-6月，新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷分別完成41.3萬輛和41.2萬輛，同比去年分別增長94.9%和111.5%。中汽協(xié)會(huì)秘書長助理許海東表示，今年上半年新能源汽車產(chǎn)銷情況遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于往年同期，預(yù)計(jì)下半年仍會(huì)保持較好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，維持之前預(yù)判，全年產(chǎn)銷規(guī)模超100萬輛。

《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》要求新型鋰離子動(dòng)力申池單體比能量超過300Wh/Kg；系統(tǒng)比能量力爭達(dá)到260Wh/Kg。并提出，到2020年動(dòng)力鋰電池總產(chǎn)能超過100GWh，形成年產(chǎn)銷規(guī)模40GWh以上的龍頭企業(yè)。受新能源汽車產(chǎn)銷拉動(dòng)，2017年動(dòng)力電池裝機(jī)量達(dá)到36Gwh，增長21%。根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018年5月，新能源汽車市場(chǎng)完成鋰電池裝機(jī)量達(dá)4.5GWh，同比大增181%，今年1-5月，新能源汽車市場(chǎng)累計(jì)完成裝機(jī)量達(dá)12.7GWh，同比增長199%。

石墨烯包覆改性鋰離子電池正負(fù)極材料技術(shù)的重大突破將進(jìn)一步推動(dòng)國內(nèi)動(dòng)力電池的高能量密度化。