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(dòng)力電池，實(shí)現(xiàn)石墨烯基大動(dòng)力電池首次商業(yè)化應(yīng)用。

此外，碳源匯谷還分別與深圳虹天揚(yáng)、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(yù)銷售總量不低于3000臺(tái)（套），預(yù)計(jì)銷售額過(guò)億元。

從小動(dòng)力到大動(dòng)力

此次石墨烯基叉車鋰離子電池的發(fā)布，是“烯王”在大動(dòng)力電池領(lǐng)域的首次應(yīng)用。從小動(dòng)力到大動(dòng)力，石墨烯基鋰離子電池經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)達(dá)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(dòng)電源的超級(jí)快充技術(shù)，并在小動(dòng)力電動(dòng)工具和電動(dòng)自行車等產(chǎn)品上成功實(shí)現(xiàn)了石墨烯基小動(dòng)力電池的應(yīng)用。

東旭光電相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“小動(dòng)力和大動(dòng)力有很大不同，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，大動(dòng)力電池應(yīng)用場(chǎng)景比小動(dòng)力要嚴(yán)酷復(fù)雜很多，對(duì)可靠性、穩(wěn)定性、耐久性的要求不可同日而語(yǔ)，所以對(duì)電池本身的要求也很不一樣?！?/span>

在技術(shù)上，東旭光電成功實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)石墨烯的規(guī)模制備，即可以制造純度達(dá)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(dòng)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(lǐng)域作為其石墨烯基大動(dòng)力電池的應(yīng)用突破口時(shí)，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(zhǎng)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(shì)，即：安全性、充放電倍率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)，而這三大特點(diǎn)剛好是叉車所需要的。舉個(gè)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(jìn)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(dá)5000次。

中國(guó)叉車行業(yè)是一片廣闊的市場(chǎng)。據(jù)中國(guó)叉車網(wǎng)常務(wù)副總、首席咨詢顧問(wèn)張民生介紹，2019年上半年，中國(guó)叉車總共生產(chǎn)銷售30.6萬(wàn)臺(tái)，全球共計(jì)生產(chǎn)銷售70.7萬(wàn)臺(tái)，中國(guó)的生產(chǎn)銷售量達(dá)到世界的40%。并且，從2009年到現(xiàn)在，中國(guó)一直是叉車第一生產(chǎn)和銷售大國(guó)。

張民生表示，國(guó)內(nèi)叉車領(lǐng)域有三個(gè)特點(diǎn)：第一，該領(lǐng)域目前沒(méi)有頭部公司，因此機(jī)會(huì)很大；第二，該領(lǐng)域的進(jìn)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(méi)有一分錢補(bǔ)貼，就是剛性需求。因此，他看好中國(guó)叉車行業(yè)，也看好新能源在叉車行業(yè)的應(yīng)用。

碳源匯谷方面表示，該公司計(jì)劃2019年年底實(shí)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(shí)，公司還與工業(yè)車輛制造商進(jìn)行了產(chǎn)品的深度定制，并將于2020年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品批量上市。

“讓子彈飛一會(huì)兒”

進(jìn)入叉車鋰電市場(chǎng)只是碳源匯谷石墨烯基大動(dòng)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(xì)分領(lǐng)域之一，碳源匯谷未來(lái)將以石墨烯基叉車鋰離子電池為基礎(chǔ)，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(duì)于石墨烯基大動(dòng)力電池未來(lái)研發(fā)路徑，馮蔚東指出，一方面將向AGV叉車和機(jī)器人叉車等工業(yè)車輛領(lǐng)域發(fā)展，另一方面則向電動(dòng)物流車和電動(dòng)大巴車等商業(yè)車領(lǐng)域發(fā)展。

“先讓子彈飛一會(huì)兒，再看它能不能打中目標(biāo)?！边@是馮蔚東對(duì)未來(lái)石墨烯基鋰離子電池在商用車領(lǐng)域應(yīng)用的看法，他表示，石墨烯基鋰離子電池在工業(yè)應(yīng)用這一部分越夯實(shí)，BMS這一部分的基礎(chǔ)越牢，越有利于商用車電池的推出。不過(guò)，目前東旭光電方面沒(méi)有給出其推出商用車電池的具體時(shí)間表。

上海交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，碳源匯谷首席科學(xué)家郭守武說(shuō)，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(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家制度和政策的制約。

石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)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(duì)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(shí)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(dá)到98.5%。

石墨烯素有“新材料之王“的稱號(hào)，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(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長(zhǎng)李義春介紹說(shuō)，石墨烯真正引起關(guān)注是在能源領(lǐng)域的應(yīng)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(méi)有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

李義春表示：“產(chǎn)業(yè)化是很難的，在實(shí)驗(yàn)室或許是容易的，但真正做一個(gè)產(chǎn)品是非常難的。實(shí)驗(yàn)室做一個(gè)就好，做產(chǎn)品需要保證做幾百個(gè)幾千個(gè)品質(zhì)都一樣?！?/span>

東旭光電在石墨烯產(chǎn)學(xué)研一體化和石墨烯技術(shù)產(chǎn)業(yè)化落地方面具有較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，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?yīng)用序列產(chǎn)品和懸浮石墨烯傳感芯片高端應(yīng)用產(chǎn)品。同時(shí)，該公司先后與英國(guó)曼徹斯特大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京理工大學(xué)、江西理工大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)合作，打造外延式聯(lián)合產(chǎn)業(yè)研發(fā)體系，進(jìn)行技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新。

曼徹斯特大學(xué)專利局局長(zhǎng)安德魯·威爾金森（Andrew Wilkinson）表示，中國(guó)市場(chǎng)在石墨烯領(lǐng)域處于比較領(lǐng)先的位置。他介紹稱，中國(guó)的石墨烯相關(guān)專利以2753項(xiàng)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(guó)擁有562項(xiàng)專利，排名第三的美國(guó)則有290項(xiàng)專利，與中國(guó)的專利數(shù)量差距巨大。此外，國(guó)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(xué)共同在英國(guó)成立的投資平臺(tái)Riptron公司正在進(jìn)行懸浮石墨烯傳感芯片的研發(fā)工作。未來(lái)將進(jìn)一步在中國(guó)設(shè)立制造運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)更有深度的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

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