【Carbontech 专访】成都炭材：专注于心、执着于行，静待石墨烯市场花开

近年来，随着全球石墨烯研发成果陆续进入市场，叠加下游涂料、消费电子以及新能源等产业保持快速增长，石墨烯材料市场需求不断扩大，市场规模也随之增长。截至2023年12月底，中国石墨烯材料市场规模约为386亿元，同比增长15.22%。此外，石墨烯材料扶持力度加码，国家、地方政府、产业联盟通过多种手段支持石墨烯产业发展，明确了产业化发展重点、方向和路径，开发针对特定场合的多形态和特性石墨烯材料的制备和结构调控技术，进一步推动石墨烯材料市场化应用。

其中，石墨烯导电剂凭借其卓越的电导能力、坚韧的机械属性以及稳定的化学特性，日益在动力电池、高倍率锂电池等关键领域崭露头角，成为推动这些先进能源存储技术发展的关键材料。根据QY Research的调研，2023年全球锂电池石墨烯导电剂市场规模大约为6.9亿元，预计到2030年将达到17亿元，展现出稳定的增长潜力。

依靠科技着“墨”，点“石”成金的成都方大炭炭复合材料股份有限公司（以下简称：成都炭材）也瞄准了石墨烯的市场潜力，毅然加入石墨烯材料研发的大军。泛舟“烯”海，成都炭材如何战略布局？如何砥砺创新？如何看待石墨烯未来发展？本期Carbontech Magazine，成都炭材研究院总经理冯加民先生将对此作出解答。

“烯”海扬帆

众所周知，成都炭材在等静压石墨制品拥有自主知识产权，等静压石墨产能达到全球前列，主导产品光伏直拉单晶用等静压石墨在全球市场占主导地位。那么，已在一个领域熠熠闪光的成都炭材，为何又涉足石墨烯等新材料领域？答案显而易见：

石墨烯作为一种新型材料，其独特的物理和化学性质使其在多个领域具有广泛的应用潜力，这符合成都炭材追求技术创新的企业理念；石墨烯的加入有助于公司进一步丰富产品线，增强市场竞争力；随着市场和技术的发展，成都炭材可能需要不断升级其产品和服务。石墨烯作为一种前沿材料，能够帮助公司实现产业升级和转型，满足市场需求的变化；成都炭材通过发展石墨烯业务，可以探索新的经济增长点，提高企业的经济效益；石墨烯作为关键新材料之一，其研发和应用符合国家政策导向。成都炭材通过发展石墨烯业务，可以更好地响应国家政策，把握市场机遇。

综上所述，成都炭材进入石墨烯领域是其追求技术创新、市场多元化和产业升级的必然选择，也体现了公司对未来市场和科技发展趋势的前瞻性布局。

正如采访中冯加民先生所介绍的：“我们一直专注于石墨烯这一前沿材料的深度挖掘与创新应用，从工艺研发到中试线建设，从制备到应用，从试用到推广，成都炭材努力把自己发展为行业的‘重要角色’，希望在石墨烯产业化推进道路上能倾注己力，推动行业发展。”

启航战略

随着世界各主流国家对“双碳”政策的积极推动，新能源汽车、储能等行业迎来了巨大的风口。锂电池作为动力电池、电化学储能的最核心部件之一，迎来黄金发展期。导电剂对锂电池的安全、循环性能和快充性有很大影响，是锂电池产业链中的关键材料。

石墨烯拥有可以降低电池内阻、增强电池应用效能、提升电池充放电性能和循环使用寿命等多重优势，为电池技术的发展带来了新的可能。“这正是我们战略性地将石墨烯作为锂电领域重点布局的核心考量所在。当然我们也关注石墨烯在其他方向的应用，例如和功能复合材料的复配、导热、防静电、抗腐蚀、耐摩擦等。”冯加民先生说道。

确立了发展路径之后，资金的投入与精英团队的构建将成为推动进步的关键支柱。“在资金层面，我们始终保持着稳定的投入力度，专注于材料研发、相关配套设施的采购、实验室的搭建以及研发成果的商业化转化。在团队层面，我们将其分为不同的项目组。每个项目组设有项目负责人，负责整体项目的统筹管理工作。在项目组之下，有具体的研发工程师参与项目研发工作。在人员配置上，我们的团队结构如下：拥有23名博士研发人员，20名其他研发人员，以及30余名实验操作人员，其中包括中试等产业化操作人员。”冯加民先生接着补充道。

创新之道

锂电池导电剂理论研究认为，石墨烯为“面-点”接触模型，该模型可以使活性物质颗粒在集流体上构筑“长程”导电网络，所谓“长程”导电网络，即导电通路更好的连接结构，对离子和电子的传输有增益。但是在实际应用研究中发现，较大尺寸石墨烯作为导电剂会形成锂离子位阻效应，锂离子很难穿过由碳原子连接组成的石墨烯六元环，因此较大尺寸的石墨烯会加长锂离子传输路径，降低锂离子传输效率。

“所以在导电剂领域，石墨烯并不能作为独立的成分单独使用，这一观点已成为行业内的普遍共识。”冯加民先生说，“为了应对这个问题，行业内的普遍做法是把石墨烯和碳纳米管、导电炭黑进行复配。随之而来，粘度、固含量等这些因素又成了新的困扰。”

固含量和有效成分含量是影响导电剂导电性能的关键因素之一。一般来说，固含量越高，导电剂中的有效导电成分越多，分散均匀性越好，导电性能就越好。高固含量的导电剂能降低浆料添加量，减小对电池生产配方和工艺的影响。但固含量会影响导电浆料的粘度。高固含量的导电剂可能导致浆料粘度增加，这可能会影响浆料的加工性能和流变行为，进而影响最终产品的质量和性能。

冯加民先生告知道：目前市场上的石墨烯复合导电浆料的固含量一般在4%-5%左右，成都炭材凭借在工艺流程和分散剂配方方面的创新突破，在传统砂磨机基础上引入了均质机、高速搅拌机、超声等设备混用，综合利用不同设备的性能优势，同时通过不断的试验新型分散剂，最终通过设备以及添加剂的复配成功将固含量提升至10%左右，并且在提升过程中巧妙地维持了浆料的低粘度特性。除此之外，我们还通过工艺的革新成功把石墨烯层数做得更薄、把成本压得更低（相对传统制备方式而言）。

未破之境

任何产品在迈向市场的征途中，不可避免地要经受“成本”这一根本经济逻辑的考验。这是产品从概念到商品化过程中，必须深刻考量和精细权衡的核心要素。冯加民先生坦言：“降低石墨烯材料成本，提升材料品质已经是老生常谈，但这也恰恰说明这个问题还没有真正解决。成都炭材在降本问题的处理上或许更倾向于改进工艺技术。我们目前主要还是通过液相石墨烯剥离方法剥离得到高质量、层数少的剥层材料，这种方法相对而言成本效益高。”成本的控制主要是通过自动化的集成系统，提高了生产效率和品质；品质控制主要是通过精细化调控工艺参数来实现。

通过机械剥离获得的石墨烯片的大小和形状通常是不规则的，稳定性不高。这也不仅仅只是机械剥离法的缺陷，而是业内目前普遍存在的问题。成本和稳定性，在我看来，是目前石墨烯产业化的制约因素。”面对这些“常态化”问题，冯加民先生平静地讲述着。

当然，长期存在的分散性问题在采访中也没有被遗漏。研究者们已经开发出多种方法来改善石墨烯的分散性，包括表面改性、超声波处理、使用分散剂和稳定剂等。这些技术在一定程度上提高了石墨烯在多种溶剂和基体中的分散性。尽管分散技术有所进步，但石墨烯分散液的长期稳定性仍然是一个挑战。石墨烯片材可能会随着时间的推移重新团聚，需要进一步的研究来解决这个问题。同时，行业标准的缺乏也限制了石墨烯分散技术的广泛应用。

静待花开

近年来，石墨烯以其卓越的物理特性与独特的二维原子层结构，在众多高科技领域崭露头角。这一革命性材料已在电子器件制造、纳米纤维增强、航空航天工程、国防科技、生物医药、电磁屏蔽、高效导热、能源储存、精密传感器技术，以及各类先进复合材料的开发中，展现出无与伦比的应用潜力和广泛的市场前景。

但不得不承认的现实是，石墨烯市场的规模尚未达到预期的高度，距离真正的产业化仍然山高路远。“尽管如此，我坚信随着石墨烯成本的逐步降低，以及其卓越性能逐渐获得公众的认可，市场的潜力将会不断释放。进一步地，随着应用领域的持续扩展和需求的增长，预计石墨烯市场将迎来重大的发展机遇。”冯加民先生说道。

【公司简介】

成都炭材始建于1993年，主要从事等静压石墨、碳碳复合材料及石墨烯等新型碳材料产品的研发、生产、经营，是一家具有自主研发能力、持续创新能力的高新技术企业。

公司生产的等静压石墨制品拥有自主知识产权，同时大力发展石墨烯、碳碳复合材料、碳陶、硅碳、固态电池、硬碳等新材料。