李琦：鴻納科技石墨烯產(chǎn)品的開發(fā)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(xiàn)在還在倒時差，現(xiàn)在給大家匯報一下我們在石墨烯生產(chǎn)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(chuàng)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(chuàng)辦了這個鴻納，我們在東莞。我們在天籟也有一些創(chuàng)辦做企業(yè)的經(jīng)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(wǎng)站來，行業(yè)里很多人都不知道我們的存在，其實我們已經(jīng)做了兩年多了。
我們優(yōu)化了之后，把這個產(chǎn)品越做越大之后發(fā)現(xiàn)鋰電這個產(chǎn)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(fā)現(xiàn)，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(fā)現(xiàn)我們這個產(chǎn)品大部分都是單層，你說是100%單層這一定是胡扯淡。企業(yè)要的是一個統(tǒng)計概念，我們不是做學術的。
我們現(xiàn)有的產(chǎn)品，你只能講單層率是多少，我們講的是節(jié)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(guī)模的開始做了，我們大概是唯一的一家做石墨烯的企業(yè)，是在大規(guī)模的應用，這是據(jù)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(zhì)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(fā)現(xiàn)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(fā)展？其實原因也很簡單，我做了13年的高溫超導，但是最后發(fā)現(xiàn)低了2個數(shù)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(chǎn)催化劑的時候，從環(huán)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(chǎn)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(jiān)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(jiān)獄，旁邊的公司也進入到了極樂世界了。
我相信我們國內(nèi)做碳納米管的企業(yè)沒有幾家是按照國家的法律法規(guī)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(xiàn)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(yōu)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(jié)理（音），現(xiàn)在是各顯神通，有很多的可能性，出來的結(jié)果是什么？就是納米級的或者是微米級的，很多已經(jīng)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(zhì)上的區(qū)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(xiàn)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(tǒng)計工作，我們發(fā)現(xiàn)這個東西有三種狀態(tài)，一種是非常不規(guī)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(fā)現(xiàn)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(shù)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(yè)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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)品我們是有專利的，有成分保護的，這個產(chǎn)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(chǎn)品只能用在磷酸鐵鋰里面，有的產(chǎn)品是用在鈷酸鋰里面，這是完全不一樣的，我們大部分的產(chǎn)品都是有專利的。
這四個產(chǎn)品中，這個已經(jīng)在大規(guī)模的出貨了，每個月已經(jīng)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(chǎn)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(jù)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(shù)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(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)的，可以查100倍，這個就麻煩了，你怎么設計你的產(chǎn)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(jié)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(huán)，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(zhì)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(xiàn)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(yè)。
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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