石墨烯电池无期/材料困境

材料价格上涨中国电池行业面临严重“内忧外患”

统计报告显示，2014年蓄电池生产企业的利润率正遭受着巨大的冲击，企业亏损面扩大，部分企业倒闭转产，我国电池行业面临严峻挑战。造成全行业经济效益下降的主要原因包括：

一、电池材料价格持续上涨

我国蓄电池行业目前面临着严重的“内忧外患”困扰。由于世界各国对环保要求的提高，有些发达国家已经停止了铅、镉、镍等有色重金属在本国的生产，以转嫁对本国环境的污染;此举造成了电解铅价格猛涨，从2014年的每吨4500元上涨到今年年初的每吨1.3万元;镍价格从去年年底的每吨15万元左右，现在涨到每吨接近45万元。此外，原材料钴、镉、天然锰粉、锌粉等价格都有不同程度的飚升。由于出口产品的售价是随合同签订而早已确定，原材料涨价后，售价却不能同步跟随，结果出现了“出口越多，损失越大”的局面。加之国内电池生产企业间的激烈竞争，导致它们近年来积累率较低，抵御风险的能力较弱;这些因素相互纠结都直接导致国内电池企业步履艰难，不得不纷纷减少产销规模，以求降低损失。

二、出口退税政策调整对电池产业的影响

国家财政部等五部委联合印发了《关于调整部分商品出口退税率和增补加工贸易禁止类商品目录的通知》。根据《通知》规定，铅酸骆驼蓄电池、氧化汞电池的出口退税政策被取消;而早在2014年，电池的出口退税率便开始逐年下调，并将逐步全面取消退税。目前铅酸蓄电池、氧化汞和镉镍电池已被列入加工贸易禁止类目录，对列入此目录的商品进口一律征收进口关税和进口环节税。

据有关机构统计，出口退税率每下调1个百分点，就相当于一般贸易出口成本增加约1个百分点;所以出口退税政策的出台，将降低电池出口市场竞争力，这将加速电池行业的重新洗牌，一些缺乏竞争力的中小企业将严重亏本，甚至面临倒闭。

三、国外绿色壁垒对我国电池产业的影响

根据欧盟《官方公报》最近颁布电池及蓄电池指令，对于电池中的铅、镉、汞含量提出了更严格的指标要求，并涉及承担昂贵的回收费用。依据REACH法规和RoSH指令，提高了电池注册费用和检测费用，大幅度提高了电池生产成本和出口销售成本。

欧盟等发达国家频频设置“绿色壁垒”，已使得出口电池成本大幅度增加，一些中小企业不得不因为经济原因和技术原因而放弃海外市场。

四、国外反倾销与技术壁垒对我国电池产业的影响

我国电池行业接连遭遇美国337碱锰电池调查案、美国337铅酸蓄电池调查案，美国氢镍电池企业征收中国公司专利费，美国和日本锂离子电池专利案等知识产权案，为了应诉，耗用了我国应诉企业大量人力、物力、财力，销售网络受到严重冲击。

最近，我国电池行业还遭遇韩国碱锰电池反倾销日落复审，印度干电池反倾销日落复审。先后经历了针对铅酸蓄电池等产品十多次反倾销，电池出口贸易受到较大影响。

有些反倾销案和337调查因涉案企业不应诉，而导致整个行业排除在起诉方当地区域市场之外。在当前应诉基金机制缺乏的情况下，企业的压力很大。

五、人民币升值对电池产业的影响

人民币汇率从2005年1:8.3,调整为目前1:7.5左右。我国电池产量中约80%为出口，人民币升值，而电池出口价格难以提高，则明显提高电池出口成本，使企业经济效益下降。

六、运输费用提高

随着能源紧张，电池运输费用提高。许多地方交通部门将铅酸蓄电池和镉镍电池视为危险品运输，并强征费用，提高了企业的负担，影响经济效益。

七、电池行业职业病危害状况严峻，环保治理投入提高

在为环境污染付出沉重代价的今天，在人们的环保意识日渐苏醒和环保呼声日益高涨的时候，几大类蓄电池的毒害影响被广泛而深入的关注。为了改善电池企业的环保治理，企业增加了环保投入，提高了经营成本。

综上所述，我国电池企业面临重重困难，为此中国电池工业协会将积极引导企业调整产品结构，向多元化方向发展；而企业应加强技术、工艺和设备的革新力度，提高原材料的利用率，并提高资源的利用率，尽可能地降低因原材料上涨所带来的不利影响；积极改进生产工艺，加快淘汰落后产能的步伐，尽快转型，向生产高效、环保、节能电池的方向前进，促进电池行业持续发展。

2014锂电池格局：空气电池石墨烯遥遥无期？

锂电池技术现状

如果回顾一下苹果公司(Apple)的iPhone或丰田(Toyota)普锐斯（Prius）混合动力车从最初型号到现有版本的发展过程，人们会发现技术行业一个常见的轨迹：性能翻倍提升，产品更精致，创造了无数就业岗位，甚至颠覆了整个行业。

例如，iPhone在蜂窝网络中最大的理论下载速度已从2007年“2G”iPhone的1兆字节/秒上升至如今5s型号的300兆字节/秒。其显示屏的像素密度增加了一倍多，摄像头已从廉价的配件转变为一种实用的照相工具，而且其软件能力要比iPhone诞生之时强大太多太多。（即便是苹果应用商店如今也已发展到第二代了。）

同样，丰田的普锐斯混合动力车从2000年的邻家怪胎（以及明星彰显其环保态度的配饰）摇身一变为日本和加州最畅销的交通工具。当前车型引擎的重量较最初型号轻了20%（总功率增加了20%），而且单次充电后行驶的里程更长。有人会说，没有普锐斯，就不会有如今的特斯拉电动车（Tesla）。

然而在这些设备中，有一个组件这些年来一直没有变化，那就是锂离子电池。不管是在iPhone，还是普锐斯，甚至是特斯拉S车型，锂电池用的还是1991年索尼公司(Sony)推出这一产品时所用的材料。当然，这并不是说人们没有针对这种电池进行过创新。设备制造商在充电效率、冷却和控制进入手机、汽车、笔记本和USB元件的电流流量方面做得越来越好，但这些电池的芯却没有怎么换过。即便是特斯拉计划建造的50亿美元超大型电池生产厂生产的仍是（如你所料）锂电池组。

进一步的调查发现，人们对于哪一种电池技术可能能够取代锂电池仍是众说纷纭，甚至连这方面的谣言都是寥寥无几。

为探究其原因，《财富》(Fortune)向致力于开发下一代电池的5名知名研究人员、一名行为经济学家和一名电池行业高管提出了一个简单的问题：为什么电池技术的发展速度要比硬件慢如此之多？

接下来你便会发现，答案的一成与化学有关，一成与心理学有关，而两成则与上述问题的反问有关：对于一项未经过二十年发展的新电池技术，一旦装上汽车，谁想成为首位驾驶该车的人？

当今的电池技术：密度大、发热量大、问题多

锂离子电池技术在很多方面都是移动电源的主力军。

锂的原子量是3，如果你还记得中学化学的话，这意味着它有三个质子，非常轻，是除了氢和氦之外单位体积可填充密度最高的元素。芝加哥伊利诺伊州理工大学(IllinoisInstituteofTechnology)物理学教授卡洛·塞格雷表示，锂的物理量为化学家们所熟知，我们几乎掌握了锂离子在电池中流动的方式。

塞格雷说，“我认为归根结底，锂如此好的原因在于，它非常轻，而且能够轻易地穿透隔离膜。而且其产生的电压是已知材料中最高的之一。”

锂并不是锂电池里的唯一材料，其中还混有锰（个人电子产品和交通工具）、磷酸铁（高强度工作）和其他金属。为了产生电压，这种混合物会流经另一种材料：石墨、钛溶液、硅和不同形式的碳（依情况而定）。对于大多数在相对安全的环境中所使用的非工业设备来说，流经石墨的是锂锰氧化物，因为这种材料价格低廉，相对安全，而且密度高。

但是这一老产品也存在一些问题。这一进程会在一个高密度空间内产生热量，需要采取一些冷却措施。（例如，与特斯拉车身长度相当的液态冷却设备担负了大量的冷却工作。）传导锂离子的电解液增加了电池的重量。电芯的容量在一段时间后就会下降。充电会让锂离子回流，但这一进程可以更快一些。充满电解质的高密度锂电池在发热量超过一定程度之后有时会爆浆或爆炸，虽然这一情况很少见。

今后我们可能会使用空气

IBM研究院(IBMResearch)科技部主任钱德拉塞卡尔·纳拉延是电池500项目(Battery500Project)的成员。该项目的目标是，开发能够提供行驶500英里路程所需电量的电池。IBM公司自身并不会生产电池，而是与消费类产品制造商开展合作，将这一技术带到现实中。

经过多年的努力之后，纳拉延看到了锂-空气技术的前景，即用汽车自身补给的氧气取代石墨和其他的金属。这类电池可以变得更轻，更安全，而且供电时间也更长。但是研发新的混合物，将它们制成新材料，并检测其在数千辆汽车上的安全性，需要花费非常漫长的时间。

纳拉延说：“目前没有一个指导性原则显示，我们能够年复一年地获得进步，也没有捷径可以走。要得到这种范式，唯有创建一种全新的化学反应，而这一点并非创新所能企及的。”

当前，锂-空气电池必须克服堵塞、内部腐蚀和稳定性问题。即便空气电池能够顺利地演变为一种可行产品，纳拉延认为，在今后，电池技术将不再是“通用型”。“例如，对于电网存储来说，它或许不是什么好技术。尤其是有尺寸要求的行业，我们或许很快将看到多种多样的电池类型。”

当前我们能做些什么：降低价格

凯特林大学（KetteringUniversity）的凯文·白和周轩（音译）在实验室中从事电池行业研究，但他们的谈吐更像是买车人而不是实验室的书呆子。周轩表示，现今的混合动力车存在多方面的优缺点。

周轩说：“目前，混合动力的售价是每千瓦时500-600美元，但合理的价格应该是200美元。而且冷却系统的价格跟电池的价格是差不多的。如果汽车需要6,000美元的电池，那么就需要6,000美元的冷却系统。”此外，凯文·白指出，这类电池的体积蚕食了本应属于后备箱或乘坐的空间。两位科学家也认为，电动汽车不应给人们带来沉重的财务负担。

但是谁也不知道，哪些现有材料才能构造出最安全、发热量最低和重量最轻的电池混合材料，而且其价格要比现有的产品便宜。

现今在助听领域使用的锌-空气电池重新激起了人们的兴趣，而且尤为重要的一点在于，锌很容易获取。钠-空气电池也是一样，成本更低，而且组装起来更容易，只是潜在功率赶不上锂-空气电池。人们还尝试过用硅来取代石墨和固体碳，但是硅并不便宜。或者，我们可以只专注于改善实验室和摩托车使用的锂-铁电池的成本和性能。

凯文·白表示，建造更大规模的电池厂、开发更好的电池管理工具以及更加智能的充电电网在很多方面要比等待一两项新化合物获得成功更为实在。

凯文·白说：“我们实际上离使用全新电池的交通工具还很远很远。只有在新材料经过10年的测试之后，汽车行业才能放心使用新材料。”他表示，人们至少要等到2020年才能看见使用锌-空气电池的四轮车辆，然后，人们需要更长的时间才能看到这一电池技术的成熟。

未来我们能做什么：纳米工程材料

德克萨斯农工大学（A&MUniversity）教授、美国机械工程师协会（AmericanSocietyofMechanicalEngineers）能源和可持续性纳米工程小组成员帕沙·穆克荷吉表示，现在还没到放弃锂离子电池的时候。我们可能仍会用它，但它将与我们在实验室中获得新能力的材料混合使用。

纳米工程师可能会对电池材料的分子结构进行深入研究，以加速电池单元电压的产生速度，并提升其转换效率。电解质携带锂离子的方式可能会发生改变，以杜绝“交通拥堵现象”，并缩短充电时间。人们可能会设计出更薄、更强大但伸缩依然自如的电池膜，这样，即便电池受热膨胀，也不会爆浆。或者一心一意开发能够比碳、空气或任何已知材料吸附更多锂离子的材料。

穆克荷吉说：“我们需要询问的最根本的问题在于，‘是否可以从头再来？’。这就是必须解决的中尺度模型。我们是否能增加材料的宽容度，以满足我们对于电池的诉求？”

与此同时：着眼于长远

一年前，伊利诺伊理工大学的塞格雷从美国能源部获得了340万美元的奖金，用于开发汽车用“流体电池”。流体电池将其活性化合物储存在外部储罐中，然后流经电池结构内部。塞格雷的工作专注于开发具有足够活性和能量的液体介质，以抵消液体的重量劣势。

流体电池或许可以应用于汽车和电网，但却无法适用于手机或笔记本。与其他的研究人员一样，塞格雷深知，这将是一个漫长的实验过程，除非研究人员能够在偶然间发现几种能用于电池的不同材料组合。与此同时，“对于大多数人来说，这是一件尤为痛苦的事情，因为几年过后，电量没了，容量也下降了，然而电池供电的电子产品却在不断前进。”

过去几十年中，我们一直生活在摩尔定律（Moore'sLaw）当中。根据该定律，处理器中的晶体管数量每两年会翻一番，而这也说明了技术进步的稳定性。我们目前所面临的局势是，晶体管尺寸已接近原子水平，芯片无法容纳更多的处理器，而且我们对设备中一成不变的电池感到不满。

换句话来说，物理中是没有应用程序的。金门大学（GoldenGateUniversity）市场营销教授米盖尔·安·斯特拉赫维茨表示，这对于深谙技术的消费者来说可能有点难以接受，因为他们已经习惯了电子设备每一部件都会定期改良。

斯特拉赫维茨说：“适应升级很容易，得到的升级越多，对进一步升级的期望也就越大。在这个电子产品越来越好，性能越来越高的世界中，我们觉得这是我们应享有的权利。我们会问，‘为什么电池不能变得更好呢？’”

点评：为什么电池不能变得更好？为什么至今仍然没有出现一种电池能够完美取代锂电池？业界与消费者们都曾经发出过这样的疑问与抱怨。也由于对锂电池的失望，我们将希望寄托在别的电池身上，就如石墨烯电池与铝空气电池近期就受到资本市场的热烈追捧，不明真相的消费者们也对这两种电池抱有期待，小编接下来估计要让大家失望了，因为接下来就要来说说，被资本市场热炒的石墨烯与铝空气电池，中国玩不起。

石墨烯/铝空气电池炒作中国经济玩不起？

从纳米材料到稀土材料，从氢燃料电池到铝空气电池，从三元锂到石墨烯，诸如此类的高科技、新概念名词，往往带着看似风光无限的前景，从大洋彼岸席卷而来。尽管这些新产品也许只是存在于某个实验室的原始模型或初级产品，尽管这些新概念可能只是存在于科技杂志的一篇创新论文或前瞻性报道，尽管不少新技术目前距离大规模产业化开发尚有不小的距离，但是并不妨碍它们成为炒作热点。

资本不会放过任何可能获利的机会，这些热炒的科技名词一次次让资本市场兴奋，相关概念股票动辄以连续涨停板作为回应。也许，不少人还不完全清楚这些科技名词的真正含义，但是一样可以在资本市场赚个盆满钵满。

如今，这种科技概念的炒作，大有愈演愈烈之势，其范围也逐渐从资本市场向实体经济转移。诸如光伏、稀土、石墨、锂电等，一时间，山雨欲来风满楼。不少业内企业摩拳擦掌，也想在这场科技盛宴中分一杯羹。

对于资本市场的炒作，不论是炒家别有用心、利用消息，还是散户趋之若鹜、趁势跟进，或者企业放烟雾弹、一博眼球，都是资本逐利的本性使然。但是，当这种炒概念的游戏开始向实体经济转移时，却不得不引起我们的重视。

笔者所言并非危言耸听。事实上，诸如新能源、低碳产业、环保产业、生物产业等领域，不少企业动辄冠以高科技之名，搞的却是低水平重复建设，甚至是空手套白狼，仅仅是利用科技概念捞一把，以实现跑马圈地、关联交易、投机获利的目的。高科技的光环，让这些项目和企业成为地方政府的政绩，也让他们获得了大量的优惠政策和便利条件。有些地方政府一听上马的是高科技项目，大笔一挥，大批资源、土地、投资如数奉上，本想和企业一起名利双收，但是结果却往往并不尽如人意。

当潮水退去，才能知道谁在裸泳。科技概念、新兴产业不一定就是企业可持续发展的动力。君不见，我国曾经遍地上马光伏项目，最终却尸横遍野，大到无锡尚德，也难逃破产清算命运；而上游不少有机硅加工企业，更是无视环保法规，生产场地漫天烟雾，不少工人因此罹患尘肺病。君不见，我国大批企业投身稀土材料开发产业，生产的高端产品屈指可数，有人打着高科技旗号，干的却是乱采滥挖、低价出口的勾当。君不见，部分地区大力发展石墨产业，美其名曰资源高效利用，最终却把污染留在了当地。凡此种种，不胜枚举。

究其原因，这些企业一没有过硬的核心技术，二没有对市场进行充分的研判，三没有科学的项目规划，仅仅靠炒高科技概念，无法实现可持续发展，最终只能关门大吉或者苟延残喘，留下烂摊子交给地方政府收拾。

无数事实告诉我们，实体经济不是资本游戏，科技创新容不得半点虚假。企业上新项目、新技术时，不能跟风炒作，也不能人云亦云，要对产业发展前景进行冷静的思考和分析。地方政府和有关部门在项目审批时，也要本着审慎的态度充分进行可行性研究，更不能为了图一时之快，赶鸭子上架。此外，新闻媒体也要本着认真负责的态度，客观准确报道相关的消息来源和新闻背景，不给别有用心之人断章取义提供可乘之机。

结语：

2014年的电池格局，依旧是不争气的锂电池是霸主，其他新兴电池技术惹关注。作为我们来说，对此无可奈何，只有再继续耐心等待各种电池性能的突破了。