黑龍江省天然石墨加工新技術與高端應用工程技術研究中心點“墨”成金
日期：2015年09月06日 來源：黑龍江省科技廳
最近，黑龍江省天然石墨加工新技術與高端應用工程技術研究中心的一項新成果——石墨負極材料為原料的動力電池，被應用到本地產的一款新能源汽車上。科技成果和產業成功對接，使黑龍江省石墨深加工又邁出了一步。如何讓傳統的石墨原料蛻變升華，使資源優勢轉變為產業優勢、經濟優勢？龍江石墨中心和上下游企業深度融合，按下了石墨深加工研發應用的“快捷鍵”。
一、破解瓶頸 石墨中心應運而生
石墨是軍工與現代工業及高、新、尖技術發展中不可或缺的重要戰略資源，素有“黑金子”美譽。黑龍江省石墨儲量約占全國60%以上，世界的45%。憑借石墨資源豐富、儲量大、品位高等特點，龍江已成為我國乃至世界石墨產品的重要生產基地。
“產業技術水平低，缺少下游高新技術產品的有力支撐，已成為我省石墨產業發展的瓶頸。大力開展深層次的石墨基礎和前沿技術研究，實現石墨高端應用核心技術的重大原始創新，通過產學研用深度融合實現科技成果的高效轉化應用，促進石墨深加工及其高端應用技術和產業的發展，打造具有國際競爭力的高端石墨應用產業，已成為我省乃至全國的迫切需要。”石墨工程技術研究中心主任黃玉東教授如是說。
??正是在這樣的背景下，2013年9月，貝特瑞新能源材料有限公司、哈爾濱光宇電源股份有限公司等石墨高端應用領域國內的核心企業和石墨深加工領域研發的佼佼者——哈爾濱工業大學強強聯手，成立了“黑龍江省天然石墨加工新技術與高端應用工程技術研究中心”。石墨中心形成了涵蓋4個一級國家重點學科、1個國家實驗室、2個國家級重點實驗室、2個省部級實驗室和1個國家級工程中心的創新試驗平臺，匯聚了院士、長江學者、國家杰出青年獲得者等數十名高端技術人才和多個高水平創新團隊。
黃玉東說，運行近兩年來，石墨中心全面參與石墨領域國家、省部級科技重大和重點項目，突破了多項核心關鍵技術，為我國石墨高端應用發展提供了一批以基礎理論研究為主的前沿技術儲備。目前，石墨中心已經成為我國石墨研發的重要基地。
二、深度融合 產學研合作結碩果
走進石墨中心寬敞明亮的實驗室，記者見到科研人員正在做石墨烯和氧化石墨烯的分成試驗。“石墨烯看似不起眼，它可是目前的明星材料，在電子學、儲能等諸多領域有巨大的應用潛能。你能想象只用一分鐘就能把手機充滿電的電池，你見過薄如紙張的手機和電腦嗎？充放電速度比傳統電池快1000倍的石墨烯超級電容器，應用于各種電子和可穿戴設備領域的石墨烯柔性觸摸屏讓你的想象變成了現實。”婁帥峰博士風趣地說。
以石墨烯為代表的高端石墨新技術和新領域方興未艾，中心成員甘陽教授于2003年就提出了一種石墨表面微觀剝離獲得單層石墨烯的方法，被2010年諾貝爾物理學獎得主Geim教授在諾貝爾獎演講中引用，被譽為“諾貝爾獎演講中的中國亮點”。中心成員趙九蓬教授等已經在石墨烯材料領域獲得了多項國家發明專利。目前，研發團隊正聯合省內企業開展石墨烯量產制備和高端應用的前沿技術研究，有望突破核心技術并實現產業化應用。
石墨中心副主任尹鴿平教授研發團隊一直注重與企業的產學研合作和技術轉化，1998年起即與哈爾濱光宇電源股份公司建立了穩定、長效的產學研合作機制，合作開發的系列動力電池已經批量生產，廣泛應用于電動自行車、電動車及電動大巴車，電池能量密度較常規電池提升了20%。尹鴿平介紹，普通球形石墨制造企業在生產過程中產生的大量碎粉材料通常作為廢料低價出售。目前石墨精粉的價格3000元/噸，經過加工成負極材料后價格在7-12萬/噸。中心與奧宇石墨集團合作開發了超細石墨負極材料生產技術，通過材料的表面改性獲得了高性能動力電池負極材料，目前已經建成年產1000噸的球形石墨負極材料生產線。
此外，石墨中心研制的石墨基功能涂層在固體火箭發動機、月壤取芯軟袋、導彈鼻椎、導彈熱防護面板等領域獲得了廣泛運用，滿足了國家多型號導彈、運載火箭對該類涂層使用需求，為探月工程、國家系列重大工程提供了有力保障。
黃玉東說，石墨中心目前正在孵化鋰離子電池負極材料、石墨阻燃材料等四家高技術企業。
三、鎖定目標 占領價值鏈高端
黑龍江省石墨產業科技發展規劃提出，要依靠科技進步占領石墨產業價值鏈高端，做強做大石墨產業，將資源優勢轉化為經濟優勢。
黃玉東說，目前石墨中心的重點研究方向是石墨烯及石墨紙的規�；苽浼夹g，改性天然石墨電池材料批量化制備及電池制造，高阻燃天然石墨/聚合物材料制備關鍵技術，膨脹石墨及制品的開發及應用，石墨基功能涂層等。未來發展目標是針對石墨高端應用的戰略需求和技術瓶頸，整合優勢資源，開展深層次體制機制改革，形成支撐黑龍江石墨高端應用前沿技術創新的源動力基地；解決石墨高端應用的關鍵瓶頸問題，在石墨烯制備、結構調控及功能器件，先進石墨基新能源材料，石墨復合材料及石墨原料精細化加工，先進測試與分析技術四個方面，形成一批支撐黑龍江省石墨高端應用技術的重大創新成果；打造多學科交叉與協同的高水平科研團隊，形成“國內一流、國際知名”的石墨高端應用領域科研創新平臺和學科群，構建石墨高端應用領域領軍人才培養體系，引領全省高端石墨科學技術的發展；打造黑龍江省國家級石墨深加工及其高端應用產業化示范基地，孵化一批高新技術企業，真正推動龍江高端石墨產業發展。
