占领石墨烯技术开发的制高点

发布者:中国绿色建材产业发展联盟发布时间:2017-03-15浏览次数:232

 

占领石墨烯技术开发的制高点

——黑龙江省石墨烯产业深加工纪实

 

 

本报记者

随着国家新兴产业政策的不断推出,新一轮石墨产业开发的风潮正在各地蓬勃兴起,占全国石墨储量40%的黑龙江省也和其他省市一样,全力开发石墨产业。但有所不同的是,黑龙江省凭借多年来石墨产业技术深层次的开发积累,正逐渐走上石墨烯产品及产业深加工的制高点。

石墨烯产品走出国门

201510月末,哈尔滨万鑫石墨谷科技产业园项目落户哈尔滨科技创新城,该项目由中国宝安集团和哈尔滨工业大学强强联手打造,是国内第一家专门针对石墨高新技术产业发展而设立的研发和综合服务平台,它的入驻有利于提高石墨资源的深加工水平,带动黑龙江省石墨产业跨越式发展。公司运行9个多月后,生产的石墨烯的产品不仅在国内供不应求,而且成功打入国际市场,销往韩国的大型企业。

记者在万鑫石墨谷科技有限公司的产品展厅内看到,几十种石墨深加工产品整齐地摆在展架上,俨然一座小型石墨博物馆。公司首席专家袁国辉将装有天然鳞片石墨的样品瓶和该公司生产的石墨烯粉体样品瓶拿到记者面前,记者看到,与天然鳞片石墨相比,石墨烯粉体颜色更深,同样体积下,石墨烯粉体更轻。石墨烯粉体太轻了,手上如果有静电,可以隔着玻璃将石墨烯粉体带动起来。袁国辉告诉记者。随后,记者来到石墨烯生产线,不同于普通工厂,万鑫石墨谷没有嘈杂的机器声和忙碌的车间工人,多个不锈钢材质的大罐子一字排开形成了生产线,天然鳞片石墨走进大罐子,走出后便是身价百倍的石墨烯。

当记者问到石墨烯产品的价值时,袁国辉说:我们公司生产的石墨烯产品,采用黑龙江省优质的天然鳞片石墨制备而成,从鳞片石墨到石墨烯,石墨的价值从每吨几千元增值到每吨100万元。如此昂贵的石墨烯,又能用来干什?袁国辉说:石墨烯目前主要应用到新能源汽车电池中,当锂离子电池中加入石墨烯导电材料时,其动力性能得以提高。到年底,公司年产10000吨石墨烯导电浆料生产线将投产。目前该公司石墨烯已经在国内销售并出口韩国,随着产品逐步推广,石墨烯导电浆料产品获得国内外多家动力锂离子电池制造企业的产品质量认证,因此该公司正在规划扩大产能以满足市场需求。

袁国辉说,我们赶上一个石墨烯行业发展的好时机,特别是石墨烯应用范围的扩大为行业的发展创造了新机遇。锂离子电池可以用、新能源汽车产业也有大量的需求。如果按2020年我国新能源汽车产销量达500万台的水平来计算的话,导电剂的市场在200亿元左右。此外,锂离子电池最早由日本索尼实现商业化,此后,一些日本和韩国企业纷纷在我国设厂,我国锂离子电池产业得到了迅速发展,目前中日韩三国锂离子电池产量占全世界的90%,这也给石墨烯产业提供了市场。

中国宝安和贝特瑞公司分别是万鑫石墨谷科技有限公司的投资方,石墨烯国内市场比国外大,现在产能受限,为了满足市场需求,该公司今年计划建设一条年产1万吨生产线,该生产线将于明年投产。

石墨烯复合导电浆料,全球范围内是我们万鑫石墨谷第一个推出的,它导电性好,充放电性能好,动力性好,低温性能也有一定改善等优点。袁国辉介绍道。

企业掌握石墨烯加工多项关键技术

20157月,黑龙江省宝泰隆新材料股份有限公司出资注册成立了七台河宝泰隆石墨烯新材料有限公司,8月份由七台河宝泰隆石墨烯新材料有限公司开工建设年产100吨石墨烯项目,成为黑龙江省首个工业化石墨烯新材料项目。在煤化工行业驰骋多年的宝泰隆公司通过打造石墨烯产业高科技生产基地,进军新材料领域,实现企业转型升级战略调整。

目前,黑龙江省宝泰隆新材料股份有限公司已成功掌握了石墨烯单层快速剥离、自动分离分级、快速高效提纯和连续式规模化还原等多项关键技术,剥离率超过95%,比表面积可达8001500平方米/克,各项指标均能满足特殊应用领域的要求。公司自主研发的石墨烯生产技术于今年120日通过中试,实现规模化生产,现在每天可生产石墨烯产品10公斤。目前,该公司年产100吨石墨烯项目设备已经到货,将陆续进行安装并于今年10月达产。

据了解,黑龙江省七台河市石墨资源储量和品位十分可观,已探明石墨矿石储量4.6亿吨,其中宝泰隆公司旗下的密林石墨矿区尤为突出,属于晶质石墨矿体,品位和品质在国内已发现石墨矿体中十分罕见,大鳞片石墨正目含量达50%以上。目前,七台河市已经开始着手研究制定石墨产业发展规划,打造宝泰隆高端石墨特色产业集群为代表的一系列石墨精深加工产业项目,建设实施蓄能材料、密封材料、耐火材料、超硬材料、石墨烯制品等重点产业链。石墨烯及相关配套高科技产业项目的实施,将引发高科技新材料领域的重大变革,提升七台河在全国高科技新材料领域的地位。

3年培育10家石墨烯高新技术企业

为了鼓励企业深度开发石墨烯产品,黑龙江省出台了《黑龙江省石墨烯产业三年专项行动计(2016~2018年)》(以下简称《计划》)。《计划》提出,在两年时间里,培育和支持10家具有一定规模的石墨烯高新技术企业;组建黑龙江省石墨烯协同创新中心,建立石墨烯产品首批次应用示范风险补偿机制,力争突破石墨新材料产业前沿技术。

作为中国石墨储量最多的省份,黑龙江省正致力于把石墨产业打造成新的支柱产业,建成全国乃至世界重要的石墨生产加工基地。《计划》提出,到2018年,培育10个创新团队,培育和支持10家具有一定规模的石墨烯高新技术企业,带动百亿产业链发展,形成由科学家+企业家组成的创新创业团队。目前,黑龙江省绝大多数石墨深加工企业面临的普遍问题是缺乏技术人才和研发能力,《计划》提出,搭建石墨烯产业公共技术服务平台,构建团队+项目+公司的产业模式,搭建投融资平台,帮助企业完成天使基金、A轮融资;扶持具备产业化条件的企业,尽快完成具有自主知识产权的专用装备样机研制与生产线建设工作。

《计划》中的重点产业化项目包括:石墨烯绿色制备项目,石墨烯散热项目,石墨烯吸波项目等。以石墨烯散热项目为例,依托哈工大的科研优势,哈尔滨赫兹新材料科技有限公司完成了石墨烯复合材料散热片的中试,产品已经在华为、中兴、索尼、联想、丰田等单位完成测试。《计划》中也提出,重点鼓励和支持黑龙江省高校、科研院所石墨烯领域领军人才和团队领办或创办科技型企业,鼓励新材料产业领域优势企业、上市公司通过产学研合作创办石墨烯企业,鼓励高校和科研机构中持有科技成果的科技人员参与成果转化和技术入股。

面向石墨烯产业创新与发展需要,黑龙江省将建立10个重点实验室和工程中心,组建石墨烯协同创新中心,积极申报国家级石墨新材料工程技术研发中心,研究建立石墨烯产品首批次应用示范风险补偿机制。根据规划,黑龙江省将依托鸡西鹤岗等地优质石墨资源,形成石墨新材料高新技术产业化集群,打造国际石墨谷

在不久的将来,由出自黑龙江的石墨烯制造的电池在零下55的低温下可正常使用,电动车仅充电6分钟即可行驶超过200公里将成为现实。

 

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