李琦：鴻納科技石墨烯產品的開發及其在鋰電池和超級電容器上的應用
圖為鴻納（東莞）新材料科技有限公司李琦博士
李琦：今天人不多了，沒想到搞到最后一天沒有考慮到這個效果的問題。
我剛從波士頓回來，現在還在倒時差，現在給大家匯報一下我們在石墨烯生產和應用方面的一些進展。
我們這個團隊是做本真石墨烯的，很多人以為石墨烯只有氧化石墨烯才叫石墨烯。氧化石墨烯實際上是很不導電的一個東西。
我們這個團隊最早是06年跟魏飛（音）創辦了北京天籟（音），我算是它的爸爸吧！魏飛教授算是媽媽。11年我們又出來了，我們整個團隊包括一個臺灣的老哥，一個合作伙伴跟我們出來了十幾個人，就創辦了這個鴻納，我們在東莞。我們在天籟也有一些創辦做企業的經驗，一開始誰也不知道怎么做，也不知道石墨烯怎么做，我們到了14年才打出網站來，行業里很多人都不知道我們的存在，其實我們已經做了兩年多了。
我們優化了之后，把這個產品越做越大之后發現鋰電這個產品有兩條線，實際上每條線都可以做到4萬噸去。理論上估計就是一個月3000來噸，我們是可以做到的。實際上我們租的這個場地是做不了這么多的，可以做到其中一半。公司到14年，我們在一個偶爾的機會里發現，在清華深圳研究生院拿著一個小東西玩，當時就說李老師您的這個東西怎么都是單層的，我們也吃了一驚，但是后來發現我們這個產品大部分都是單層，你說是100%單層這一定是胡扯淡。企業要的是一個統計概念，我們不是做學術的。
我們現有的產品，你只能講單層率是多少，我們講的是節律度，不是分散度，這是兩個不同的概念。
14年的時候我們就開始大規模的開始做了，我們大概是唯一的一家做石墨烯的企業，是在大規模的應用，這是據我們的了解。
我們聽很多人吹牛做石墨烯，但是我們還真沒看到有質量的競爭對手。
我們公司做了幾個方面的工作，一個是儲能方面，主要是鋰電，然后就是涂料方面，我們發現石墨烯非常的特殊，實際上石墨烯真正做的，我們其實就是一個賣味精的。我做導電劑，在這兒做的防腐實際上也是一個添加劑。后面還有幾樣，是做熱管理方面的，基本上都是一些非常簡單的應用，最后一個是復合材料。
你看各個方面其實是類似的，但是指的是單層石墨烯，實際上就是說，它最大的問題在什么地方？為什么石墨烯也好、碳納米管也好，都沒有得到大的發展？其實原因也很簡單，我做了13年的高溫超導，但是最后發現低了2個數量級。
我講一個故事，幾個月以前華為的人來找我們，說要做一個材料來代替鋁，比鋁的導熱性能好，鋁就是200多瓦，我們說對不起做不出來，他說你不是說5000，怎么就做不出來了？我說我們設計不出來，在這個方向它只能做到幾十瓦，能做到50瓦就不錯了。
為什么要做本真石墨烯？本真石墨烯的特點是什么？這個晶體的完整性要比碳納米管好很多，碳納米管是生長出來的，單閉管大概是900多左右。
跟氧化石墨烯來講，它也是一樣的，導電導熱要好很多，另外一個，這種石墨烯它不像碳納米管，碳納米管生產催化劑的時候，從環保的角度來講有很多的問題，同樣石墨烯也有很多的問題。
另外一個，從安全生產上來講，碳納米管有很多的問題，我們做了6連的碳納米管，為什么不敢做了？我都快60了，老哥都60多了，別哪天一爆炸了，我們就去監獄里去做了，我們還是玩一點安全的。
我聽說有一個公司在深圳，把反應器架在3樓、4樓打了一個洞，那個氫氣就往窗戶外面飄出去了，哪天一炸老總進了監獄，旁邊的公司也進入到了極樂世界了。
我相信我們國內做碳納米管的企業沒有幾家是按照國家的法律法規在做的，很多事都是偷偷摸摸的。
氧化石墨烯最大的問題就是有大量的酸，反應的時候會出現爆炸。這些問題不得不考慮，所以我們說人身安全是最重要的。
另外一個特點就是純度，碳納米管一般和氧化石墨烯大概能做到一個9、兩個9，這個是很困難的。我們的本真石墨烯，兩個9是很輕松的，三個9難點，但是也可以做到。當然我們鋰電極的要搞到3個9。成本明顯是比氧化石墨烯要低很多，我們要做到9%，也不敢說是100%，單層石墨烯不像單壁碳納米管那么貴。
碳納米管其實也有它的優點，我待會兒再講。石墨烯的制備大概是這么兩類。第一類是石墨結理（音），現在是各顯神通，有很多的可能性，出來的結果是什么？就是納米級的或者是微米級的，很多已經做到單層或者是少層、或者是兩三層的水平了，5、6層的水平也有，我們定了一個標準，說10層以下才叫石墨烯，這個東西講得也有一點牽強，它沒有本質上的區別。
在這里面，完了以后又分本真石墨烯和氧化石墨烯，又有漿體又有粉沫。這個應用主要是Bulk應用。
另外一個，就是這種CVD生長，大面積的生長，這個只能按面積，它一平米也不到一毫克，現在一平米都在100多塊錢，這比黃金要貴很多。它的應用完全不一樣。
給大家看一下，這是我們在清華照的照片，后來我們也做了大量的統計工作，我們發現這個東西有三種狀態，一種是非常不規矩的帶狀的東西，還有一些圓片片，還有一些納米的東西。
由于這個二維非常容易回疊，SM、TEM就很難用了。表面積，我們不是用BAT，我們用的一種方法是吸附的方式，我們發現可以做到2000左右，但是這個非常的不準確。
2、這是納米級的，這個太多了，數量上很多，但是實際上這個重量并沒有多少，有這三種東西，厚的東西都到了20幾納米了。我們中國有幾個標準是跟清華做的，手上有100來個碳納米管，我們中國有很多標準是沒有企業領導的，很多都是學術界的。這個是給大家看一下，在不同的導電材料下，由于各種問題，我們只能跟碳去比。
這是我們石墨烯的兩類競爭對手，這還是美國的。國內的我們來看一下，我們的競爭對手比我們的水平還是差一些的。
我們有幾個產品，我們有油性的，也有水性的。
這個是想做其他的電池，這個是可以做復合材料的，這個產品我們是有專利的，有成分保護的，這個產品我們設計的是說，烘干了以后可以抗回疊。這是我們的幾個特點。
我們有的產品只能用在磷酸鐵鋰里面，有的產品是用在鈷酸鋰里面，這是完全不一樣的，我們大部分的產品都是有專利的。
這四個產品中，這個已經在大規模的出貨了，每個月已經是上百噸的量了。
這個是我們在高電壓鈷酸鋰里面的幾個產品，我們設計這個不是給鈷酸鋰用的，這里有二維的問題，不像碳納米管一樣，你把二維搞多了是會阻擋離子的，不是亂里的，所以要做設計。
這是我們推薦的一個量，我們推薦是推薦，實際上在應用的時候還是鋰電池要根據自己的材料來決定。像這些千分之一就夠用了，這兩個是給鈷酸鋰的，大多數材料都可以用，這兩個只是給磷酸鐵鋰用的。水性的做磷酸鐵鋰的粉，水性的磷酸鐵鋰也可以用，我們也得到了認證。
這些應用的添加量也只是我們的一種建議，你本身的導電性有多少，這個也有很大的一個關系，這個是我們12年做的一個東西，當個那樣鈷酸鋰還是一個很大顆粒的東西。
這個石墨烯是包上去的，跟磷酸鐵鋰是完全不一樣的。你包多了，它就會阻擋離子，除非你可以在上面打洞。這是我們做的滲透理論，在鈷酸鋰里面，大概估計一下你的添加量有多少，現在看來這個方法還是可用的，它的導電性能比碳納米管要好很多。
這是我們非常早期的東西（2012年），現在我們找這樣的東西根本找不著，因為太薄。
麻煩在什么地方？每家生產的磷酸鐵鋰也好，鈷酸鋰也好，三元材料也好，就是你不加導電劑這個變化也會很大，這是不同廠家生產的，可以查100倍，這個就麻煩了，你怎么設計你的產品？有的你就得多加點，有的就得少加點，如果你想用一個新的配方，你就必須要把你的供應商給搞定了。
這個不光是磷酸鐵鋰，鈷酸鋰和三元材料也至少有2倍的差別， 這個我們也看到過，在過去8、9年里我們看了很多這樣的東西。這個是1002和比較細碳納米管相比的一個結果。我們可以看到，這是紅的對紅的，藍的對藍，綠的對綠的，用量少了很多，這只是一個用量問題，但是到了最后，很多人也在吹牛說什么快速充放，其實都是瞎扯。
這是我們做的60度循環，去年我們還出了點問題，我們的客戶要求我們抗層降、可流動，我在這個涂料里加了抗層降級，這一加就慘了，其他的性能就下降了。
在1C充5C放的情況下，我們看不出有多大的影響。
這是在三元材料里面，這是對于混動來用的，跟這種標準的配方來比，我們加到1.1幾就可以了。
對于3C的應用，我們的用量可以更少一些。這個是加了石墨烯之后，和不加的一個情況。這個倍率差了很多，這是我們的合作廠商在鋁箔上的東西。
石墨烯可以抹的很薄，涂幾百納米就可以了。
這個是另外一個工作，這是美國實驗室搞出來的一個東西，我們也玩玩這個硅和石墨烯的復合材料，我們大概可以做到20幾納米。我們的特點是比CVD生長的方法要輕松許多。
謝謝大家！
提問：你目前這個水性和溶劑性的分散體，你是用什么樣的原理來把這個石墨烯分散在這些介質里面的？
2、還有什么性能需要提高？你覺得石墨烯在這個溶劑和水里需要進行提高，你目前需要做的工作，需要改善的是什么？
李琦：石墨方面制備這就不方便去講的，這是公司，這不是學校。我們天天多在改進，做夢都在想這件事，水性的是差一些，很多東西并不像學術界里講的一樣，我們自然也我們的道理。
主持人：李博士講的很好，考慮到了電極中間的離子導電一個是電子導電，石墨烯的電子導電確實改變了很多的電池，包括我們現在一些高端的手機電池里面。
提問：我想問一下您所謂的本真石墨烯，就是非氧氣，是直接用機器去剝離的嗎？
李琦：你老問方法，別老想抄作業。
提問：你只要點頭搖頭就可以了。
李琦：我既不點頭也不搖頭，你想怎么想就怎么想。有一點是可以講的，本真石墨烯它的含氧量非常之低。我們的石墨烯的含氧量低于1%。
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