文｜周有辉
编辑｜彭孝秋
下游新能源产业的爆火，对产业链上游技术的突破带动已经不言而喻。近日，深圳材启新材料（下称“材启）的主要产品高压高能量密度电容石墨烯，已完成了量产中试实验，行将进入真正的量产交付阶段。据悉，材启已经完成了第一轮近千万元的融资。
石墨烯在2004年被两位英国科学家所发现，是目前世界上已知的最薄、最硬的纳米材料。其厚度仅0.335纳米，相当于头发丝的二十万分之一，但硬度却是同规格钢的200倍，并且具有优良的导电性和导热性。
在手机厂商和服装商家的产品中，如手机散热膜和发热面料，石墨烯的使用已经并不鲜见。但是，高质量石墨烯在上游工业的应用仍然徘徊在实验室和下游市场之间。
材启创始人黎剑辉告诉36氪，目前市场宣称的量产石墨烯大多为氧化石墨烯，属于石墨烯的一种衍生物，并没有真正发挥出石墨烯作为单原子二维结构的薄、硬特性。而用高锰酸钾氧化剂对石墨进行氧化，会破坏其原有的晶格结构。“就相当于一片树叶外表看上去完好无损，内部却已经千疮百孔。”
目前，材启成功开发出了耐高电压具备高能量密度超级电容石墨烯，正在建设150吨量产产线。据介绍，材启电容石墨烯在水系电解液中表现高达200F/g的高质量比电容，经过30000圈的循环测试，比电容未见明显的衰减。经过测试，电容石墨烯在电压窗口为3V时展现出34Wh/kg、3.5V展现出45Wh/kg、4V展现出60Wh/kg的超高电极能量密度。
图：材启新材料的电容石墨烯TEM照片
具体从下游应用切入来看，材启瞄准了被日企垄断的超级电容器市场，将石墨烯替代电容炭作为电极材料。超级电容器是一种新型储能电池，在充放电过程中不发生化学反应，而是通过静电场建立的物理反应来完成电能的储存或释放。
因此，超级电容无需考虑因化学反应而产生的损耗问题，可以在极短时间内通过大电流而不发热，循环寿命长达百万次，高出锂电池百倍。其最为大众所知的应用就是公交车数十秒内充电和高铁制动能量回收。据中商产业研究院预测，到2022年我国超级电容器市场规模有望达200亿元。
图：超级电容器基于物理反应，而常见的锂电池和铅酸电池基于化学反应
超级电容器的电极材料占去总成本的30%-40%，决定了其性能优劣，主流材料可分为活性炭材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料。其中，使用最多的活性炭材料有90%依赖进口，并且大多进口自日本可乐丽，后者是日本最大的综合性化工公司，集团年销售超过30亿美元。
据36氪了解，进口电容炭的每吨价格高达50万元，高端电容炭更是高达100万元每吨，而材启新材料的电容石墨烯更具备成本优势，性能更好。
“超级电容可以短时间内快速大量充放电的特性，本可以用在很多场景，但成本所限一直没有大规模使用，而材启新材料的成本优势会打开新的应用场景，不再让石墨烯局限在实验室内。”黎剑辉对36氪表示。未来，锂电池、汽车轮胎、导电玻璃、导电油墨和医学工程材料都是材启将要开拓的应用领域。
团队方面，材启新材料创始人黎剑辉为香港理工大学博士后，负责公司整体运营及产品研发，读博期间长期研究石墨烯材料，并掌握了大规模工业化生产高质量石墨烯的技术。
首图来源 | IC photo
排版 | 陈彦彤
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