2015年11月30日，工信部、發改委、科技部聯合印發《關于加快石墨烯產業創新發展的若干意見》。意見指出，要把石墨烯產業打造成先導產業，到2018年，實現石墨烯材料穩定生產；到2020年，實現石墨烯材料標準化，形成若干家具有核心競爭力的石墨烯企業。

2017年5月北京石墨烯產業創新中心成立之時，提出了突破石墨烯應用材料復合化共性技術，實現現有材料升級換代，獲得7個以上國際領先的石墨烯殺手锏應用。近期我們將對七大應用現狀一一報道。

石墨烯基電池正、負極材料及其優點

石墨烯具有獨立的二維結構、優異的性能和各種潛在的應用價值，是當前材料科學領域研究的熱點，石墨烯基納米材料是一種很有吸引力的鋰離子電池電極材料，尤其針對高能量密度與高功率密度電池。石墨烯基電池，利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發出的一種新能源電池。石墨烯是近年來研究較多的一種新型材料，具有良好的導電性能和倍率性能，在鋰離子電池正極材料和負極材料領域極具應用潛力。

石墨烯基正極材料

在正極復合材料中，石墨烯二維高比表面積的特殊結構及其優異的電子傳輸能力，能有效改善正極材料的導電性能，提高鋰離子的擴散傳輸能力。而石墨烯在正極材料中的應用主要是與正極活性物質復合，以進一步提高其性能，諸如此類的研究很多。

石墨烯基負極材料

石墨烯負極材料能夠提高鋰電池理論比容量和倍率性能。負極材料方面，純石墨烯材料由于首次循環庫侖效率低、充放電平臺較高以及循環穩定性較差，并不能取代目前商用的碳材料直接作為鋰離子電池負極材料使用。但石墨烯可以作為一種優異的基體材料在鋰電池復合電極材料中發揮更大的作用。將石墨烯與天然石墨、碳納米管、富勒烯等碳材料復合，能利用石墨烯的特殊片層結構，改善材料的力學性能和電子傳輸能力。同時，摻雜后的石墨烯片層間距增大，提供更多的儲鋰空間。

石墨烯在電池領域的應用形式主要有三種：一是直接作為正/負極材料；二是作為導電添加劑，添加到正/負極電極材料中，或對電極材料進行復合改性處理，提高電極導電性和充放電倍率；三是作為集流體或集流體涂層，用于提高電池功率特性。

中科院寧波材料所動力鋰電池工程實驗室高級工程師薛業建告訴記者，他們采用石墨烯復合錳基氧化物催化劑以及新型石墨烯基高效空氣陰極將單體電池功率密度提高25%，大幅度提升了金屬空氣電池綜合性能。

研究團隊正在積極設計開發用于通訊基站備用電源和電動汽車增程器的5kW級大功率鋁空氣電池系統。此外，寧波材料所已投入300萬元購置的非標準生產線——中試實驗線，于2017年8月底建成。這條生產線可年產金屬空氣電池陰極3.5萬片，“超能電池”未來可批量生產上市。

石墨烯基正、負極材料發展前景

近年來，隨著新能源汽車和移動通訊設備的發展，利用石墨烯改進、提升動力、儲能電池材料的性能，因延長續航里程、電池壽命、同時縮短充放電時間，正成為業內關注的焦點。被認為是新能源汽車電池的突破口。據統計，2014年我國新能源汽車產量是7.48萬輛，2015年增長到30萬輛，預計2020年將會達200萬輛。