刘兆平：非常感谢组委会给我安排在上午，理论上我应该到下午做报告比较好。因为做石墨烯研究我比较做的多是工程化，工程化推向产业化做了很多尝试、做了很多努力，这些尝试和努力就变成了今天的报告，就是石墨烯产业化制备与应用的挑战，很多从事这方面工作的科学家、企业家都有这些经历。我试图用这个报告跟大家分享，也希望大家批评指正。我的报告内容比较丰富，20分钟未必讲完，我会用最快的速度讲。首先石墨烯这两个类别大家比较清楚，除了石墨烯微片、薄膜还有其他的形态，微片实际上有各种各样的，最容易做的就是用氧化的方法，氧化很容易解变成单纯的氧化石墨烯，含氧太丰富所以导电受到影响，往工程化方面就放弃了这个事情，然后采用了插层的玻璃，插层的波如方法正好了我原来在日本做博士后研究最充分的一个技巧，所以就用到石墨烯上去。用插层很难做到单层或者两三层，通常一做有可能十几层或者几十层，如何做到十层以内是很技巧性的东西，还要讲究过程中的化学，如何做到单片玻璃；第二个如何保证它的非常良好的分散性，尽量少的分散注剂的添加，很微量，不要石墨烯主体成份造成影响，要有很好的分散性；第三个要用粉体；第四个就是环保，不环保生产是没办法产业化的。这个是我们制备的石墨烯，厚度平均7层，两三个纳米的厚度，我们实验室可以做到更薄层，发现要做产业化成本降下来不容易，所以先从这个做起，做这个事情并不是我们非得做，是为了做应用而做这个，我们认为这个厚度分度相对合适作为锂电池的应用。这个浆料有一个特点，浓缩到一定时候就浓缩不动，到2.5%或者3%左右基本上流动性消失，流动性浆料也就3%左右，流动性和浆料都是非常好，如果能够从应用做法，做成打印墨水还是没有问题的。我们做这个浆料实际上要根据应用来去设计，所以我们就做这个多元复合浆料，跟碳纳米管去匹配，纯粹用石墨烯异元结构有缺点，根据应用场景需要我们多元复合，形成三维导电结构和其他完美的结合，使的整个材料或者电机或者别的情况稳定性更强，这是我们尝试配的锂电池导电级，这里面如果要有的化石墨烯必须要有千亿级，才叫石墨烯浆料，否则变成碳纳米管的浆料，它的稳定性也非常好，基本上不沉淀的。我们解决措施就是如果要做成粉体，坚决不赞成单纯的石墨烯做干干的粉体，那个粉体很难分散，我们用户要重新再分散，所以石墨烯难分散是这样，我们解决之道跟别的材料复合，某种场合高分子复合，其他纳米材料复合，找匹配的尺度、匹配的特性形成复合粉体，复合粉体解决分散问题又解决石墨烯粉体致密度，太轻运输等问题都比较麻烦，所以还要有一个密度。跟高分子复合也可以复合很好，石墨烯看不到了，但是你再分散又复原了。所以这就是称之为置之死地而后生的方式，新死再复原。也可以跟其他复合，要一些橡胶，跟轮胎里面的白碳黑，也可以跟氧化碳做各种复合，这样就解决了问题。我们整个产业化过程也是很艰辛，2009年发现的方法，从小试、中试，到去建这个宁波墨西科技有限公司，再到后来的完善一直在前进，但是坦率的讲也很难，我们今年也是很努力把国家工业强基工程项目拿到，2018年要建成千吨级的生产线。我们应用在哪里，主要是针对产品的石墨烯微片的特点，我们认为在电池，还有感性的橡胶塑料，还有包括防腐涂料、导热材料都有应用，后面有一些案例，由于今天本人科研团队做锂电池，主要讲电池的案例，有人曾经有一位专家说，300吨下辈子才能用的完，我一听我感觉这辈子很长，要活到100多岁才行，他说的相对片面，或者太精益求精，真是到了一定程度，100吨一下给你用完了，中国制造2025提出万吨斤粉体，这个目标应该是可以实现，也是能够实现的。分散必须做到单片分散，不是宏观性的分散，每一片石墨烯必须在你的浆料体系或者基地材料体系是弥散状态，当你橡胶里面找不到石墨烯说明分散的很好，如果看到就说明分散的不好，我们在锂电池应用强调是多元复合，石墨烯+碳纳米管，做成电机也很漂亮，也人还有些担心，实际上现在情况看不会影响导电，跟电机材料尺度匹配去研究一些特性，这是我们电机里面应用案例，石墨烯和碳纳米管相比还是有它的优势，优势体现在三方面，电机压实更高，电机柔韧性好一点比碳纳米管；第三个导电性的确要强那么一点比碳纳米管，当然诸多好处还不够，还得跟碳纳米管搭配起来，所以还要两兄弟一起上。这个是我们在新一代动力电池方面做了长期布局，研究有N多年，到今天主要是做350瓦关键材料，我们用硅碳负离材料，目前我们做出来电子比能量接近于锂电池的极限，这个电池现在还不是那么好，还需要研究，因为材料也不是特别好，这个提升改进方案还是石墨烯放进去复合，现在也是在我们投资人支持之下，成立了一个公司。硅碳本来我想300吨一天一吨，后来还是很难，不是没钱，而是还要逐步放大，万一有风险还能收手。还有超级电容器跟石墨烯复合，时间关系不细讲，还有铝空气电池石墨烯复合，不用石墨烯铝电池空气不够，一放就提高25%，整个阴极柔韧性特别好不容易损坏。前几天做了一个实验，我们从材料到系统设计出来，1000瓦的功率，所以比铝电池高了4倍或者3倍，而且还要提高，我们还想进一步深入研究，甚至把产业化，在座有钱的可以讨论讨论。另外做了前站研究，在铝离子电池，用纯粹的石墨烯，发现还是尺寸大一点的石墨烯，十几微米单片效果好一点，做了研究发现这个电池很牛，怎么用不知道，一秒钟就可以充电，一分钟就比较好，这个是初级研究，大家不要让我做产品。接下来讲石墨烯薄膜，薄膜大家知道都是CVD转移高分子集成，大家都想把它高效率产业化，然后又低成本的产业化，又便宜又快好怎么做呢？都想卷对卷，大家都在努力怎么破解卷对卷的技术，最早是联合起来貌似卷对卷，也不完全的卷对卷，做出来30厘米，还发表了论文。日本索尼做了一套小装置示范了一下，也有好多问题，应该说2012年能够实施卷对卷还是不容易，再次体现了日本企业的精巧，对工艺的理解。去年，我们2015年刘忠范院士做的也非常好，当然还是一个小试，大概5厘米宽幅，2015年麻省理工学院和密西根大学合作卷对卷技术，也是发表论文，速度还是很慢，0.25米每分钟。我们这个中国民营企业也有创新能力来了，也开始做设备了，应该是8厘米宽的PECVD可以做出来，可以批量提供了。还有我们常州的这个新闻报道，不知道现在情况怎么样，是要建成还是即将建成就是瑞丰特，100万平方米，为什么大家拿不到很便宜的石墨烯薄膜，很难找到量大又便宜的石墨烯，虽然都有，但是你要很便宜又要满足供应，这么多产品大家都还忙不过来。挑战有三个，快速增长、同快速传送，第三个快速无损转移，做到很便宜，比ITO还要便宜才有竞争力，做了一些尝试，2013年做了卷对卷宽幅8厘米、成卷100米，到2015年底宽幅20厘米，一卷1000米，这个设备还在用，用的效果也挺好。而且可以在不同的集材都可以转移，不同的集材还实验，我们还可以探索。这是第三代的中试生产线，我们这个生产线快要建成，50厘米宽幅，这是建设现场，下个月就要出来了，已经朝精尖的标准差不多了。柔性透明导电膜怎么用，这都是大家的难题，大家都在努力，这是一些问题，我想很多专家都比我清楚，我不去说了，时间关系给大家看一下。其实英雄所见略同，只不过看谁跑的快。这个是加热膜量最大，但是也要求价格最便宜的应用。最后做一个半分钟的宣传，宁波石墨烯创新中心，宁波的支持、浙江的支持使的我们承接创新中心筹建和建设，宁波的石墨烯创新中心，已经是省级创新中心了，主要是做技术成熟度四到六级开发，按照中国制造2025的要求，从科研院所到国内外抓起相对成熟的技术去做工程化开发。这个当然是要钱，创新中心提供钱，提供场地，这有点感觉来常州抢生意，但其实是共同探讨、共同发展，这是我们的模式不提了，还需要进一步研究，欢迎大家有好的项目，优秀的团队到宁波来试一把，宁波这么多量产材料，免费提供，希望在宁波创新中心大量产生石墨烯产业化应用的技术和成果，谢谢大家！

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