9月10日，東旭光電科技股份有限公司（000413.SZ，下稱東旭光電）攜子公司上海碳源匯谷新材料科技有限公司（下稱碳源匯谷）在上海發(fā)布首款石墨烯基叉車鋰離子電池新品，即“烯王”大動力電池，實現(xiàn)石墨烯基大動力電池首次商業(yè)化應用。

此外，碳源匯谷還分別與深圳虹天揚、益創(chuàng)新能源、上海淵深科技簽署了《石墨烯基叉車鋰離子電池產(chǎn)品銷售與合作協(xié)議》，涉及預銷售總量不低于3000臺（套），預計銷售額過億元。

從小動力到大動力

此次石墨烯基叉車鋰離子電池的發(fā)布，是“烯王”在大動力電池領域的首次應用。從小動力到大動力，石墨烯基鋰離子電池經(jīng)過了長達數(shù)年的發(fā)展期。2016年、2017年，東旭光電先后成功推出“烯王”一代、“烯王”二代石墨烯快充移動電源的超級快充技術(shù)，并在小動力電動工具和電動自行車等產(chǎn)品上成功實現(xiàn)了石墨烯基小動力電池的應用。

東旭光電相關(guān)負責人表示：“小動力和大動力有很大不同，簡單來說，大動力電池應用場景比小動力要嚴酷復雜很多，對可靠性、穩(wěn)定性、耐久性的要求不可同日而語，所以對電池本身的要求也很不一樣?！?/p>

在技術(shù)上，東旭光電成功實現(xiàn)了高品質(zhì)石墨烯的規(guī)模制備，即可以制造純度達到99%的單層石墨烯材料。此次的石墨烯基叉車鋰離子電池，從單層石墨烯材料到石墨烯基鋰離子電池正極材料，再到石墨烯基倍率動力電芯，一直到系統(tǒng)集成，都是由東旭光電自行研發(fā)。

在談到為何選擇叉車鋰電領域作為其石墨烯基大動力電池的應用突破口時，東旭光電副總裁兼石墨烯事業(yè)部總裁、上海碳源匯谷新材料有限公司董事長馮蔚東博士表示，石墨烯基鋰離子電池具備三大天然優(yōu)勢，即：安全性、充放電倍率高、循環(huán)壽命長，而這三大特點剛好是叉車所需要的。舉個例子，東旭光電的石墨烯基鋰離子電池，可在15分鐘內(nèi)充進50%的電量，40分鐘即可全部充滿。而在循環(huán)壽命方面，在5C充放100%放電深度的情況下，循環(huán)壽命平均可達5000次。

中國叉車行業(yè)是一片廣闊的市場。據(jù)中國叉車網(wǎng)常務副總、首席咨詢顧問張民生介紹，2019年上半年，中國叉車總共生產(chǎn)銷售30.6萬臺，全球共計生產(chǎn)銷售70.7萬臺，中國的生產(chǎn)銷售量達到世界的40%。并且，從2009年到現(xiàn)在，中國一直是叉車第一生產(chǎn)和銷售大國。

張民生表示，國內(nèi)叉車領域有三個特點：第一，該領域目前沒有頭部公司，因此機會很大；第二，該領域的進入門檻很低，由于是小眾行業(yè)，并不受大企業(yè)重視；第三，叉車行業(yè)的發(fā)展比汽車行業(yè)更健康，叉車行業(yè)沒有一分錢補貼，就是剛性需求。因此，他看好中國叉車行業(yè)，也看好新能源在叉車行業(yè)的應用。

碳源匯谷方面表示，該公司計劃2019年年底實現(xiàn)首款石墨烯基叉車鋰離子電池產(chǎn)品的批量上市，分期分批完成產(chǎn)品交付。同時，公司還與工業(yè)車輛制造商進行了產(chǎn)品的深度定制，并將于2020年實現(xiàn)產(chǎn)品批量上市。

“讓子彈飛一會兒”

進入叉車鋰電市場只是碳源匯谷石墨烯基大動力電池商業(yè)化路線的第一步。碳源匯谷首席技術(shù)官（CTO）董新華指出，叉車只是工業(yè)車輛細分領域之一，碳源匯谷未來將以石墨烯基叉車鋰離子電池為基礎，陸續(xù)推出其他類別的非道路車輛電池，例如與高爾夫球車、觀光車、游覽車、道路清掃車等配套的石墨烯基鋰離子電池。

對于石墨烯基大動力電池未來研發(fā)路徑，馮蔚東指出，一方面將向AGV叉車和機器人叉車等工業(yè)車輛領域發(fā)展，另一方面則向電動物流車和電動大巴車等商業(yè)車領域發(fā)展。

“先讓子彈飛一會兒，再看它能不能打中目標。”這是馮蔚東對未來石墨烯基鋰離子電池在商用車領域應用的看法，他表示，石墨烯基鋰離子電池在工業(yè)應用這一部分越夯實，BMS這一部分的基礎越牢，越有利于商用車電池的推出。不過，目前東旭光電方面沒有給出其推出商用車電池的具體時間表。

上海交通大學電子與信息工程學院教授、博士生導師，碳源匯谷首席科學家郭守武說，石墨烯基鋰離子電池要真正落地到商用車產(chǎn)品，需要考慮安全性，包括家用小轎車和大客車都需要納入考慮范圍，并且還受到行業(yè)標準、國家制度和政策的制約。

石墨烯產(chǎn)業(yè)化應用

相較于傳統(tǒng)的鉛酸電池，石墨烯基鋰離子電池的效能更高、使用成本更低。據(jù)東旭光電方面介紹，目前叉車行業(yè)主要使用的還是鉛酸電池，相對于其他的電池，使用石墨烯基鋰離子電池雖然首次投入成本增加了，但是由于石墨烯基鋰離子電池的壽命是其他電池的3-5倍，所以終端用戶的使用成本反而降低了。

如果叉車使用鉛酸電池，一輛叉車的生命周期內(nèi)大約要更換3次電池，在有些重工況環(huán)境下，需要同時為一輛叉車配2-3塊電池。東旭光電方面表示，使用其研發(fā)的石墨烯基叉車鋰離子電池，使用成本可降低15%左右，能效提高了18%。鉛酸電池的能效大約只有75%-80%，石墨烯基鋰離子電池能達到98.5%。

石墨烯素有“新材料之王“的稱號，然而，光環(huán)之下，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化之路卻并不容易。中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長李義春介紹說，石墨烯真正引起關(guān)注是在能源領域的應用。2013年西班牙企業(yè)便發(fā)布了相關(guān)研究成果，但至今沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

李義春表示：“產(chǎn)業(yè)化是很難的，在實驗室或許是容易的，但真正做一個產(chǎn)品是非常難的。實驗室做一個就好，做產(chǎn)品需要保證做幾百個幾千個品質(zhì)都一樣。”

東旭光電在石墨烯產(chǎn)學研一體化和石墨烯技術(shù)產(chǎn)業(yè)化落地方面具有較強優(yōu)勢，截至目前，東旭光電已構(gòu)建了石墨烯基鋰離子電池、石墨烯節(jié)能照明、石墨烯熱管理及石墨烯防腐涂料四大規(guī)?；瘧眯蛄挟a(chǎn)品和懸浮石墨烯傳感芯片高端應用產(chǎn)品。同時，該公司先后與英國曼徹斯特大學、上海交通大學、北京理工大學、江西理工大學等科研機構(gòu)合作，打造外延式聯(lián)合產(chǎn)業(yè)研發(fā)體系，進行技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新。

曼徹斯特大學專利局局長安德魯·威爾金森（Andrew Wilkinson）表示，中國市場在石墨烯領域處于比較領先的位置。他介紹稱，中國的石墨烯相關(guān)專利以2753項的數(shù)量占據(jù)全世界總專利數(shù)的三分之二，排名第二的韓國擁有562項專利，排名第三的美國則有290項專利，與中國的專利數(shù)量差距巨大。此外，國內(nèi)有一千多家企業(yè)從事與石墨烯相關(guān)的研發(fā)生產(chǎn)。

根據(jù)四方共同簽署的合作協(xié)議，東旭光電與曼徹斯特大學共同在英國成立的投資平臺Riptron公司正在進行懸浮石墨烯傳感芯片的研發(fā)工作。未來將進一步在中國設立制造運營平臺，以實現(xiàn)更精準更有深度的產(chǎn)業(yè)化應用。