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年終特高:破繭成蛹,羽化成蝶,中美石墨之爭大逆轉


編輯:2024-12-29 16:52:53

      中國一直是石墨大國,可這個稱號卻不一定什么美言美譽。

      10年前,我國生產著*低端的石墨原料,技術方面遲遲跟不上。在美國限制出口的措施下,我國多次因為石墨產業的技術問題而“頭疼腦熱”。

      如今,10年過去了,我國依舊是石墨大國,但與之前不同的是,我國石墨產業早已一次次突破技術的限制,有了世界*的技術支撐。

      風水輪流轉,如今美國不僅驚嘆于中國的石墨發展,他們對于中國新型石墨技術的需求也持續增長。如今,中國的一點管制措施竟然讓它們如同熱鍋上的螞蟻。

      我國石墨產業是如何發展的?為什么要大力發展石墨?美國為何“淪落”至今向中國尋求石墨進口?

      中國石墨產業的十年巨變

      2013年的中國石墨產業雖有一定基礎,但面臨著諸多困境。一方面,國內石墨企業大多集中在初級產品加工階段。簡單的石墨原礦開采、低附加值的石墨粉塊生產,讓中國企業只能賺取微薄的利潤。

      不僅利潤低,石墨的低級生產更是讓我國環境遭受到嚴重損害。傳統的石墨選礦工藝往往伴隨著大量的廢水、廢渣排放,污染環境情況成為嚴峻挑戰。

      另一方面,在高端石墨制品領域,中國嚴重依賴進口,國外企業憑借*的技術與工藝,壟斷了高純度石墨電極、核級石墨材料等高端市場,對中國相關產業的發展形成了“卡脖子”制約。

      2013、2014年期間,美國開始逐步收緊對中國石墨進口的政策。美國商務部以所謂的“國家安全”和“產業保護”為由,頒布了一系列貿易限制法規。其中,對特定類型石墨產品實施進口配額制度,嚴格限制中國高品質石墨原料如高純度晶質石墨以及部分深加工石墨制品進入美國市場。

      美國當時在國內石墨產業面臨來自中國低成本、大規模石墨產品的競爭壓力。中國石墨產品在全球市場上憑借價格優勢逐漸占據了一定份額,美國一些本土石墨企業為維護自身利益,游說政府出臺保護政策。

      可困境往往是變革的前奏。2014-2016年,兩年間,中國政府開始高度重視石墨產業的轉型升級,一系列政策如春風化雨般滋潤著這片產業大地??蒲型度肴绯彼阌縼恚鞔蟾咝Ec科研機構紛紛將目光聚焦于石墨領域的研究開發。

      2015年,我國成立石墨研究所,嘗試了各種化學提純方法,從傳統的酸堿法到新興的高溫氯化法,不斷優化工藝參數。經過無數次的失敗與調整,終于在來年末取得了重大突破,成功研發出一種*且環保的高純度石墨制備技術。這一創舉使中國石墨的純度能夠穩定達到 99.9%以上,接近國際*水平。

      科研只是成功的一部分,部分具有前瞻性眼光的石墨企業在16年之后開始大規模引進國外*的生產設備與技術人才,開啟了企業的技術升級之路。

      當時在全國發展較好的有東北老牌石墨企業,2017年不惜重金從德國引進了一套*的石墨深加工生產線,同時也邀請了德國專家到廠指導。

      在努力消化吸收國外技術的同時,該企業迅速開發出一系列高品質的石墨制品。產品一經推出,便在國內市場引起了轟動,成功打破了國外產品在這些領域的壟斷地位。

      此后幾年,便是中國大放異彩的黃金時期。

      2018年,來自浙江大學的高超團隊宣布新型石墨烯-鋰電池誕生。電池*實用的功能是1.1秒鐘內可完成充電,無論是抗冷熱、還是使用壽命,它都與傳統電池相比有優異的功能。

      它不僅能在零下40攝氏度到120攝氏度的環境中工作,還能在25萬次充放電循環后仍可保持91%的容量。

      此后,隨著中國在石墨深加工技術和石墨烯應用方面的不斷成熟,中國石墨產業開始在國際舞臺上嶄露頭角。2020年開始,我國的石墨產品不僅在質量上能夠與國際*產品相媲美,在價格和供應穩定性方面也有明顯優勢。

      在全球新能源汽車產業突飛猛進的時間里,中國生產的石墨負極材料憑借其優異的性能和高性價比,占據了全球市場的半壁江山。

      眾多國際知名汽車制造商紛紛與中國石墨企業簽訂長期供應合同,中國石墨產業成為了全球新能源產業鏈中不可或缺的重要一環。

      曾經對國外進口石墨的依賴早已成為歷史,取而代之的是國外企業對中國石墨產品與技術的追求。

      今年,在我國對于產業和國際形勢綜合考量下,決定對石墨烯相關產業進行部分出口管制。這一舉措讓美國措手不及,它們對于中國石墨烯的進口成為難題。如今的美國,也存在十多年的中國的急迫境況。

      回首這十年,中國石墨產業在政府政策的引領下,通過科研人員的不懈努力、企業的積極創新與投資,實現了從低端到高端、從國內到國際的華麗轉身。

       那美國到底發生了什么?讓他們如今“墮落”到依靠進口中國石墨為生?

      美國的石墨產業之路

      在石墨基礎上,美國就存在劣勢,對比中國,美國石墨儲量有限且分散,開采難度大。舉個例子,阿拉斯加的石墨礦,地處偏遠寒冷,不僅當地的基礎設施不到位,開采成本也較為高昂,而這就是耽誤美國發展石墨產業的第一步。

      與此同時,美國在國內法律制定中,向來注重環保法規的監管。企業在本土開展相關石墨業務,必須投入大量資金用于環保設備、污染治理、土地復墾等等環保措施。雖然環保對于國家至關重要,但從另一方面就增加了企業的生產成本。類似石墨這種污染重的產業,在美國的研究發展有些阻礙。

      美國是科技強國,國內將更多資源投入高端科技研發、金融服務這類高附加值領域。對比之下,基礎材料生產環節在美國本土沒那么重視。石墨產業需要從基礎研究的領域,成為美國發展的弱點。

      美國在一些科技領域的投入始終巨大,也有很多舉世矚目的成果。但石墨技術上,美國還是面臨石墨材料的一系列技術瓶頸,低成本制備和大規模應用都是問題。

      *后,政策影響是一大影響。美國政府在石墨產業相關政策上總是搖擺不定,中美貿易戰多年,美國的政策變了又變。

      雖然,2018年美國政府就出臺針對中國進口商品的“301關稅”,關稅內容包含人造石墨、天然石墨之類的石墨制品 。

      不過,2020年5月,美國特斯拉公司聯合多家企業申請,貿易代表辦公室在軟磨硬泡和經濟發展考量下,批準了對中國石墨材料的關稅豁免。

圖片

      可是今年5月份,美國政府又一次改變主意,宣布了從2026年開始,要加征天然石墨的稅率,從0%一下子提升到25%,“貿易保護主義”的做法十分明顯。

      不管怎樣,這種舉棋不定的做法也能體現出美國的心虛,讓世界看到美國其實迫切的需要中國石墨原來的進口,石墨技術的支持。如今,石墨變成中國卡美國脖子的一個手段。

      石墨究竟有什么作用?能讓中美兩個大國對于石墨開采、石墨技術上心已久?

      石墨產業大有作為

      石墨是典型的層狀晶體結構,每一層石墨由碳原子之間存在共價鍵,讓這些原子整齊排列,構成六邊形的平面網狀結構。這樣的結構和造型讓電子能在層內自由移動,賦予了石墨良好的導電性。

      而在層與層之間,碳原子的力較為松散。松散的結構可以讓石墨暢滑無阻。所以固體潤滑劑成為碳原子另一大特色。

      我們首先把目光著眼于傳統行業,石墨常常被用作耐火材料。它能夠承受極高的溫度而不熔化,在煉鋼爐的內襯等關鍵部位發揮著保護作用,能夠有效防止爐體在高溫下受損,確保鋼鐵冶煉過程的順利進行。

      在熊熊烈火的煉鋼爐中,石墨電極“堅守崗位”,毫不動搖,確保了鋼鐵的順利煉制。要是沒有石墨電極,在化工行業,石墨換熱器也發揮著重要作用。

      它能夠*地傳遞熱量,幫助各種化學反應順利進行,就像一位“熱量調度員”,有條不紊地維持著化工生產的“熱平衡”。

      不僅如此,石墨的潤滑性也能在機械工業中得到了充分利用。將石墨添加到潤滑油中,對于降低摩擦系數、減少機械部件之間的磨損、延長機械設備的使用壽命,至關重要。

      現代電子設備建設中,石墨的身影同樣無處不在,電極電刷之類的設備中都有石墨成分。在一節電池中,石墨一般作為負極材料,一方面能提供穩定的電子傳導路徑,另一方面也能保障電池的充放電。

      目前來看,電子產品向輕薄化、高性能化方向發展,石墨的高導電性和良好的化學穩定性使其成為制造柔性電路板和電子觸摸屏的理想材料之一,成為各種電子設備創新的溫床。

      全世界碳中和、碳達標的目標逐漸趨近,新能源汽車找到機遇快速發展。鋰離子電池需求被帶動,急劇增長,而石墨在其中扮演著關鍵角色。

      作為鋰離子電池的重要組成部分,石墨負極材料能夠可逆地嵌入和脫出鋰離子,實現電池的充放電過程。想要提升新能源汽車的續航里程和性能,石墨的作用必不可少。

      石墨在環保領域也能發揮大作用。污水處理在近年來成為了一個關鍵問題,石墨電極在電化學污水處理技術中就能夠“大顯身手”。通過電解作用,石墨電極可以將污水中的有害物質分解為無害物質,讓污水得到凈化。這就像是給污水來了一場“變身”,讓它們從“污染分子”變成了“環保水源”。

      石墨材料還可以用于吸附空氣中的有害氣體和污染物,凈化我們的空氣。一些空氣凈化器中就使用了石墨基吸附材料,能夠有效地去除甲醛、苯等有害物質,為我們創造一個清新健康的室內環境。

      結語

      中國石墨產業正站在時代的風口浪尖,機遇與挑戰并存。在資源優勢的基石之上,我們以創新為斧,不斷雕琢出高附加值產品,拓展應用領域至新能源、電子科技等前沿陣地,讓石墨在現代工業舞臺上綻放華彩。

      于全球競爭的浪潮中,中國石墨產業揚起合作之帆,加強產學研聯動,與國際伙伴攜手,在標準制定與市場開拓里搶占先機。我們堅信,憑借堅定的決心與不懈的努力,中國石墨產業必將成為推動全球材料領域進步的強大引擎。

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(來源鏈接:https://news.qq.com/rain/a/20241226A06RI500)

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年終特高:破繭成蛹,羽化成蝶,中美石墨之爭大逆轉


編輯:2024-12-29 16:52:53

      中國一直是石墨大國,可這個稱號卻不一定什么美言美譽。

      10年前,我國生產著*低端的石墨原料,技術方面遲遲跟不上。在美國限制出口的措施下,我國多次因為石墨產業的技術問題而“頭疼腦熱”。

      如今,10年過去了,我國依舊是石墨大國,但與之前不同的是,我國石墨產業早已一次次突破技術的限制,有了世界*的技術支撐。

      風水輪流轉,如今美國不僅驚嘆于中國的石墨發展,他們對于中國新型石墨技術的需求也持續增長。如今,中國的一點管制措施竟然讓它們如同熱鍋上的螞蟻。

      我國石墨產業是如何發展的?為什么要大力發展石墨?美國為何“淪落”至今向中國尋求石墨進口?

      中國石墨產業的十年巨變

      2013年的中國石墨產業雖有一定基礎,但面臨著諸多困境。一方面,國內石墨企業大多集中在初級產品加工階段。簡單的石墨原礦開采、低附加值的石墨粉塊生產,讓中國企業只能賺取微薄的利潤。

      不僅利潤低,石墨的低級生產更是讓我國環境遭受到嚴重損害。傳統的石墨選礦工藝往往伴隨著大量的廢水、廢渣排放,污染環境情況成為嚴峻挑戰。

      另一方面,在高端石墨制品領域,中國嚴重依賴進口,國外企業憑借*的技術與工藝,壟斷了高純度石墨電極、核級石墨材料等高端市場,對中國相關產業的發展形成了“卡脖子”制約。

      2013、2014年期間,美國開始逐步收緊對中國石墨進口的政策。美國商務部以所謂的“國家安全”和“產業保護”為由,頒布了一系列貿易限制法規。其中,對特定類型石墨產品實施進口配額制度,嚴格限制中國高品質石墨原料如高純度晶質石墨以及部分深加工石墨制品進入美國市場。

      美國當時在國內石墨產業面臨來自中國低成本、大規模石墨產品的競爭壓力。中國石墨產品在全球市場上憑借價格優勢逐漸占據了一定份額,美國一些本土石墨企業為維護自身利益,游說政府出臺保護政策。

      可困境往往是變革的前奏。2014-2016年,兩年間,中國政府開始高度重視石墨產業的轉型升級,一系列政策如春風化雨般滋潤著這片產業大地??蒲型度肴绯彼阌縼?,各大高校與科研機構紛紛將目光聚焦于石墨領域的研究開發。

      2015年,我國成立石墨研究所,嘗試了各種化學提純方法,從傳統的酸堿法到新興的高溫氯化法,不斷優化工藝參數。經過無數次的失敗與調整,終于在來年末取得了重大突破,成功研發出一種*且環保的高純度石墨制備技術。這一創舉使中國石墨的純度能夠穩定達到 99.9%以上,接近國際*水平。

      科研只是成功的一部分,部分具有前瞻性眼光的石墨企業在16年之后開始大規模引進國外*的生產設備與技術人才,開啟了企業的技術升級之路。

      當時在全國發展較好的有東北老牌石墨企業,2017年不惜重金從德國引進了一套*的石墨深加工生產線,同時也邀請了德國專家到廠指導。

      在努力消化吸收國外技術的同時,該企業迅速開發出一系列高品質的石墨制品。產品一經推出,便在國內市場引起了轟動,成功打破了國外產品在這些領域的壟斷地位。

      此后幾年,便是中國大放異彩的黃金時期。

      2018年,來自浙江大學的高超團隊宣布新型石墨烯-鋰電池誕生。電池*實用的功能是1.1秒鐘內可完成充電,無論是抗冷熱、還是使用壽命,它都與傳統電池相比有優異的功能。

      它不僅能在零下40攝氏度到120攝氏度的環境中工作,還能在25萬次充放電循環后仍可保持91%的容量。

      此后,隨著中國在石墨深加工技術和石墨烯應用方面的不斷成熟,中國石墨產業開始在國際舞臺上嶄露頭角。2020年開始,我國的石墨產品不僅在質量上能夠與國際*產品相媲美,在價格和供應穩定性方面也有明顯優勢。

      在全球新能源汽車產業突飛猛進的時間里,中國生產的石墨負極材料憑借其優異的性能和高性價比,占據了全球市場的半壁江山。

      眾多國際知名汽車制造商紛紛與中國石墨企業簽訂長期供應合同,中國石墨產業成為了全球新能源產業鏈中不可或缺的重要一環。

      曾經對國外進口石墨的依賴早已成為歷史,取而代之的是國外企業對中國石墨產品與技術的追求。

      今年,在我國對于產業和國際形勢綜合考量下,決定對石墨烯相關產業進行部分出口管制。這一舉措讓美國措手不及,它們對于中國石墨烯的進口成為難題。如今的美國,也存在十多年的中國的急迫境況。

      回首這十年,中國石墨產業在政府政策的引領下,通過科研人員的不懈努力、企業的積極創新與投資,實現了從低端到高端、從國內到國際的華麗轉身。

       那美國到底發生了什么?讓他們如今“墮落”到依靠進口中國石墨為生?

      美國的石墨產業之路

      在石墨基礎上,美國就存在劣勢,對比中國,美國石墨儲量有限且分散,開采難度大。舉個例子,阿拉斯加的石墨礦,地處偏遠寒冷,不僅當地的基礎設施不到位,開采成本也較為高昂,而這就是耽誤美國發展石墨產業的第一步。

      與此同時,美國在國內法律制定中,向來注重環保法規的監管。企業在本土開展相關石墨業務,必須投入大量資金用于環保設備、污染治理、土地復墾等等環保措施。雖然環保對于國家至關重要,但從另一方面就增加了企業的生產成本。類似石墨這種污染重的產業,在美國的研究發展有些阻礙。

      美國是科技強國,國內將更多資源投入高端科技研發、金融服務這類高附加值領域。對比之下,基礎材料生產環節在美國本土沒那么重視。石墨產業需要從基礎研究的領域,成為美國發展的弱點。

      美國在一些科技領域的投入始終巨大,也有很多舉世矚目的成果。但石墨技術上,美國還是面臨石墨材料的一系列技術瓶頸,低成本制備和大規模應用都是問題。

      *后,政策影響是一大影響。美國政府在石墨產業相關政策上總是搖擺不定,中美貿易戰多年,美國的政策變了又變。

      雖然,2018年美國政府就出臺針對中國進口商品的“301關稅”,關稅內容包含人造石墨、天然石墨之類的石墨制品 。

      不過,2020年5月,美國特斯拉公司聯合多家企業申請,貿易代表辦公室在軟磨硬泡和經濟發展考量下,批準了對中國石墨材料的關稅豁免。

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      可是今年5月份,美國政府又一次改變主意,宣布了從2026年開始,要加征天然石墨的稅率,從0%一下子提升到25%,“貿易保護主義”的做法十分明顯。

      不管怎樣,這種舉棋不定的做法也能體現出美國的心虛,讓世界看到美國其實迫切的需要中國石墨原來的進口,石墨技術的支持。如今,石墨變成中國卡美國脖子的一個手段。

      石墨究竟有什么作用?能讓中美兩個大國對于石墨開采、石墨技術上心已久?

      石墨產業大有作為

      石墨是典型的層狀晶體結構,每一層石墨由碳原子之間存在共價鍵,讓這些原子整齊排列,構成六邊形的平面網狀結構。這樣的結構和造型讓電子能在層內自由移動,賦予了石墨良好的導電性。

      而在層與層之間,碳原子的力較為松散。松散的結構可以讓石墨暢滑無阻。所以固體潤滑劑成為碳原子另一大特色。

      我們首先把目光著眼于傳統行業,石墨常常被用作耐火材料。它能夠承受極高的溫度而不熔化,在煉鋼爐的內襯等關鍵部位發揮著保護作用,能夠有效防止爐體在高溫下受損,確保鋼鐵冶煉過程的順利進行。

      在熊熊烈火的煉鋼爐中,石墨電極“堅守崗位”,毫不動搖,確保了鋼鐵的順利煉制。要是沒有石墨電極,在化工行業,石墨換熱器也發揮著重要作用。

      它能夠*地傳遞熱量,幫助各種化學反應順利進行,就像一位“熱量調度員”,有條不紊地維持著化工生產的“熱平衡”。

      不僅如此,石墨的潤滑性也能在機械工業中得到了充分利用。將石墨添加到潤滑油中,對于降低摩擦系數、減少機械部件之間的磨損、延長機械設備的使用壽命,至關重要。

      現代電子設備建設中,石墨的身影同樣無處不在,電極電刷之類的設備中都有石墨成分。在一節電池中,石墨一般作為負極材料,一方面能提供穩定的電子傳導路徑,另一方面也能保障電池的充放電。

      目前來看,電子產品向輕薄化、高性能化方向發展,石墨的高導電性和良好的化學穩定性使其成為制造柔性電路板和電子觸摸屏的理想材料之一,成為各種電子設備創新的溫床。

      全世界碳中和、碳達標的目標逐漸趨近,新能源汽車找到機遇快速發展。鋰離子電池需求被帶動,急劇增長,而石墨在其中扮演著關鍵角色。

      作為鋰離子電池的重要組成部分,石墨負極材料能夠可逆地嵌入和脫出鋰離子,實現電池的充放電過程。想要提升新能源汽車的續航里程和性能,石墨的作用必不可少。

      石墨在環保領域也能發揮大作用。污水處理在近年來成為了一個關鍵問題,石墨電極在電化學污水處理技術中就能夠“大顯身手”。通過電解作用,石墨電極可以將污水中的有害物質分解為無害物質,讓污水得到凈化。這就像是給污水來了一場“變身”,讓它們從“污染分子”變成了“環保水源”。

      石墨材料還可以用于吸附空氣中的有害氣體和污染物,凈化我們的空氣。一些空氣凈化器中就使用了石墨基吸附材料,能夠有效地去除甲醛、苯等有害物質,為我們創造一個清新健康的室內環境。

      結語

      中國石墨產業正站在時代的風口浪尖,機遇與挑戰并存。在資源優勢的基石之上,我們以創新為斧,不斷雕琢出高附加值產品,拓展應用領域至新能源、電子科技等前沿陣地,讓石墨在現代工業舞臺上綻放華彩。

      于全球競爭的浪潮中,中國石墨產業揚起合作之帆,加強產學研聯動,與國際伙伴攜手,在標準制定與市場開拓里搶占先機。我們堅信,憑借堅定的決心與不懈的努力,中國石墨產業必將成為推動全球材料領域進步的強大引擎。

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