国家科技部部长万钢在总结新能源汽车发展成就时，提到如今“动力电池系统价格已经下降到2元/瓦时以下，而产能达到200G瓦时，基本上满足产业化和市场的需求。”深圳的“高性能锂离子电池用石墨和石墨烯材料”项目获得国家技术发明奖二等奖，这是由清华大学深圳研究生院康飞宇教授团队和天津大学杨全红教授团队历时二十余年完成的科研成果。

　　一、锂电池产业成中日韩三足鼎立之势

　　新能源汽车主要由电池驱动系统、电机系统和电控系统及组装等部分组成。其中电机、电控及组装和传统汽车基本相同，差价的原因在于电池驱动系统。从新能源汽车的成本构成看，电池驱动系统占据了新能源汽车成本的30%~45%，而动力锂电池又占据电池驱动系统约75%~85%的成本构成。

　　解决新能源汽车高价格的核心是降低动力锂电池一次采购成本。而“高性能锂离子电池用石墨和石墨烯材料”项目属于无机非金属材料中的石墨及碳素制品制造技术，优化了锂离子动力电池充放电速率、循环和高低温性能，大幅提升了我国天然石墨资源的深加工技术和利用水平，提高我国锂离子电池行业的国际竞争力。

　　锂离子电池制造产业做得最早的是日本，其制造锂离子电池负极材料用的是人造碳素石墨材料（主要来源于石油化工和钢铁产业），这大幅推动了锂离子电池的商品化。那时候人造石墨负极材料技术掌握在日本人手里。后来，韩国也学习了日本的技术，所以，早期的锂离子电池的市场一直以日韩为龙头。但是人造石墨制备过程能耗大、成本高，制约了其价格和应用规模。

　　我国拥有丰富的天然石墨资源储备，如果能在锂离子电池生产中实现天然石墨代替人造石墨，一方面能更省能耗，降低成本，另一方面也能在国际竞争中实现弯道超车。所以我国从上世纪就开始开展天然石墨的研究，康飞宇教授的团队正是国内最早的从事天然石墨深加工和应用的科研团队。

　　项目团队历时二十余年攻关，从国内最早申报天然石墨负极发明专利、突破关键技术，到实现天然石墨和石墨烯的规模应用，借助资源和技术优势，终于使得锂离子电池“物美价廉”，形成锂离子电池产业“中日韩”三足鼎立的格局。

　　李宝华用一组数字形象地告诉记者，2000年之前，用人造石墨制备的锂离子电池负极材料，1吨的价格为30~40万元人民币；2000年之后逐步降至目前的3~10万元。这也倒逼着日韩电池企业大幅降低锂离子电池的价格。

　　如今国内外锂离子电池负极材料市场每年的产值近100亿元，其中近40%由天然石墨深加工制成。

　　二、实现产业化应用

　　该项目已获授权发明专利35项。比如发明了二元共插层鳞片石墨改性和微膨化技术，实现了石墨的低成本制备；开发出可快速充放电、工作温度范围宽和循环寿命长的商用微膨改性石墨负极材料，将锂离子电池充电放电时间大幅缩短；发明了低温负压制备石墨烯的方法，实现了高品质石墨烯的低成本、宏量制备；提出了基于“点-面”模型的石墨烯导电剂应用技术等等。这个项目发展出自主知识产权的关键材料和产业化集成技术，促进了电池快速充放、循环、高低温性能的大幅度提升。改变了产业格局，打破了我国高端石墨产业匮乏、高附加值加工技术长期被国外垄断的局面。对新能源和电动汽车产业的发展具有重要意义。

　　三、与诺奖得主合作攻克难题

　　意义如此重大的一个技术项目，为何会选择在广东珠三角地区进行应用产业化，李宝华告诉记者：“技术应用都有一个磨合的过程，我们需要跟产业密切结合，知道企业需要什么，才能使技术真正被用上，并得到一步步的改进。而广东珠三角地区是我国最大的锂离子电池生产基地，所以我们选择到广东来。”

　　深圳市已把石墨烯等重要领域列为市政府未来重点支持的方向，2017年，由深圳市政府投资建设、深圳市科技创新委员会管理，以清华-伯克利深圳学院和清华大学深圳研究生院为依托单位的“深圳盖姆石墨烯研究中心”（Shenzhen Geim Graphene Research Center，简称SGC）在深圳成立。在2010年诺贝尔物理学奖获得者、石墨烯发现人之一安德烈·盖姆教授带领下，研究中心建成国际知名的科研实验平台，重点攻克以石墨烯为代表的二维材料在基础前沿研究和高端产品产业化方面遇到的关键难题，最终成为集研发、标准化制定、产业化检测等多功能服务平台。
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