2025-05-10
石墨行業(yè)的技術創(chuàng)新在全球處于快速發(fā)展且競爭激烈的水平，在石墨烯制備、石墨應用拓展及回收技術等方面均有顯著進展，以下是具體分析：
石墨烯制備技術不斷進步：全球在石墨烯制備方面取得了諸多成果。2010 年，英國曼徹斯特大學 Geim 教授團隊通過機械剝離法制備出單層石墨烯并獲得諾貝爾物理學獎2。此后，制備方法不斷發(fā)展，目前主要有化學氣相沉積法（CVD）與石墨剝離法兩條路徑2。韓國研究團隊采用 CVD 技術，成功制備出高品質純平單晶石墨烯薄膜，解決了石墨烯薄膜表面褶皺這一關鍵問題2。北京大學的研究團隊則成功在玻璃上直接生長石墨烯，并實現(xiàn)了幾十微米厚度的百萬層石墨烯制備，提供了基于生長條件控制的高品質石墨烯薄膜厚度精準調控的技術手段2。
石墨在新能源領域應用創(chuàng)新活躍：在電池方面，以鋰金屬電池為例，可利用石墨烯膜連續(xù)特性制成多孔超薄膜，作為鋰金屬的吸附載體并構建高導電網絡，形成的超薄鋰 - 石墨烯復合薄膜，可實現(xiàn)自支撐并有效克服鋰金屬電極薄度局限，是極具潛力的鋰金屬電池負極材料2。鋁 - 石墨烯電池的全電池能量密度可達 60Wh/kg，功率密度高達 197kW/kg，且能在 - 20℃至 100℃的寬溫范圍內實現(xiàn)快速充電，并具備長循環(huán)壽命潛力2。歐洲可持續(xù)鋰電回收先鋒企業(yè) Tozero 在 2025 年 2 月宣布成功規(guī)模化生產電池級回收石墨，并首次將 100% 再生陽極材料應用于商業(yè)化電池單體制造，其濕法冶金技術摒棄有害試劑，實現(xiàn) 80% 以上石墨回收率，經提純后性能媲美原生石墨3。
石墨在其他領域應用拓展2：在海水淡化領域，石墨烯膜可通過控調石墨烯膜層間距，構建篩分孔徑并實現(xiàn)海水離子的選擇性分離，避免傳統(tǒng)反滲透膜的高能耗缺陷。在光電子器件領域，石墨烯可與硅結合，將光電子探測器的探測波長從傳統(tǒng)硅材料的可見光及近紅外波段拓展至中紅外波段，還實現(xiàn)了 X 射線探測器，可實現(xiàn)從 X 射線到紅外波段的寬光譜室溫探測。
產業(yè)發(fā)展推動技術創(chuàng)新：從產業(yè)角度看，中國在石墨資源儲量和產量上均居世界前列，擁有全球最大的石墨產能和完備的工業(yè)體系，在原料供應、設備制造、下游應用等環(huán)節(jié)具有產業(yè)鏈優(yōu)勢，在石墨烯研究上與國際先進水平保持并跑態(tài)勢2。歐盟 2040 年石墨需求將激增 20 - 25 倍，而當前 98% 依賴中國進口，Tozero 等歐洲企業(yè)通過技術創(chuàng)新，不僅致力于填補供應缺口，還助力車企應對歐盟電池指令與碳中和目標3。
總體而言，全球石墨行業(yè)技術創(chuàng)新活躍，各國在不同領域各有優(yōu)勢，未來隨著市場需求增長和技術研發(fā)投入增加，石墨行業(yè)技術創(chuàng)新將持續(xù)推進，應用領域也將不斷拓展。
