


發揮標準對產業的支撐作用
石墨烯作為國家戰略新材料之一,加快開展標準化工作、用標準支撐引領石墨烯產業健康、創新發展已成為全球各國政府、學術界和產業界的高度共識。2014年,第一批4項石墨烯相關國家標準正式立項;2017年,國家標準委成立石墨烯標準化推進工作組,全面協調各方力量,多層面、多方向推進石墨烯標準化工作。在國際標準方面,中國積極參與并主導提出了11項石墨烯國際標準提案,已成為石墨烯國際標準的重要推動國之一。
中關村華清石墨烯產業技術創新聯盟,作為石墨烯領域的專業性社團組織,響應國家標準化戰略,積極組織開展了一系列石墨烯團體標準化工作。2017年,石墨烯聯盟率先在全球發布了首個石墨烯術語相關標準,得到了行業廣泛認可。
石墨烯是什么?網絡資料說法不一、混淆視聽,有些企業將石墨烯“神化”,稱其無所不能;有些企業直接把石墨當石墨烯出售,亂象頻出。石墨烯聯盟作為石墨烯專業標準化組織,制定石墨烯術語等基礎標準,為產業提供統一、公認的技術用語是責任更是使命。石墨烯聯盟秘書長戴石鋒指出,學術界和產業界對石墨烯存有不同的理解。學術界認為石墨烯是“只有一層碳原子在平面按某種結構排列組成的材料”;產業界則把“由一定層數組成的材料”視為石墨烯。這兩種觀點在現實中是一直存在的,也有很多文獻可以作為佐證,兩者的觀點一段時間內是不可調和的。戴石鋒作為石墨烯術語標準的主要組織者和起草者,曾花費了近一年時間與各方探討,在學術界和產業界的不同觀點中尋找解決方案。在標準制定過程中,首先達成了術語標準要遵循的3個原則:(1)要有利于實現整個術語體系邏輯合理且自洽;(2)要以學術、產業共同接受為目標,不能偏頗;(3)力爭有利于實現國內和國際社會共同接受。在這3個原則的框架下,經過學術界和產業界專家的研究討論,一致認為“石墨烯”的定義應回歸該術語的原始內涵,即表示為一種單層碳原子結構單元,并在此“結構”基礎上引入“石墨烯材料”術語一詞,精確指稱實際制備的材料。這個共識的確立,為石墨烯相關術語體系的構建提供了有力支撐。為了準確認知和理解石墨烯材料的特征,標準從“層數、成分改性和宏觀形態”等3個維度進行描述,如圖1所示。該術語體系的構建,遵循了上述3項原則,得到了產業界和學術界的高度認可和廣泛使用。
本標準在定義石墨烯材料術語的同時,還對石墨烯粉體、石墨烯薄膜等產業高頻使用術語給出了定義,而在石墨烯術語國家標準(GB/T 30544.13-2018,ISO/TS 80004-13:2017,IDT)中未定義同類術語。由于這些術語在行業廣泛使用,我國石墨烯領域相關產業政策和重大政策文件,以及已發布的部分石墨烯相關國家標準都采用了石墨烯聯盟創制的“石墨烯材料”等術語。
鑒于“石墨烯材料”術語的廣泛使用以及在石墨烯術語體系中的重要性,戴石鋒多次參加ISO/TC229/JWG1納米術語國際工作組,對石墨烯聯盟發布的石墨烯術語標準進行了專門介紹,推薦ISO考慮采用該術語。2019年10月25日,IEC/TC113主席Dr. AkiraOno先生專門寫信致ISO/TC229主席及JWG1工作組召集人,建議增加“石墨烯基材料(graphene-basedmaterial)或石墨烯材料(graphene material)”這一術語。同年11月ISO/TC229在全會期間專門召開了3次研討會,初步同意增加該類似術語一詞,并給出了Graphene related 2D material(RG2M),該術語的定義與石墨烯聯盟確定“石墨烯材料”的定義內涵完全一致,國際社會普遍接受該術語的定義內涵,但這個術語的具體名稱一直受到各方的爭議,到2023年5月會議尚未完全確定下來。
此外,針對應用石墨烯材料開發的下游產品,市場上存在命名不規范等亂象,石墨烯聯盟制定了T/CGIA002-2018《含有石墨烯材料的產品命名指南》,為企業科學、準確命名新產品提供依據,幫助下游用戶建立對石墨烯產品的信任。該標準得到了相關企業積極支持和擁護,石墨烯相關產品的命名也趨于規范。
提出“從優不從眾”標準化理念
石墨烯材料作為一種新興功能納米材料,通過以添加劑、主材料或組件的方式與傳統材料或部件配伍使用,以產生具有特定新功能或顯著增強已有性能的新產品。由于石墨烯技術正處于發展初期,新產品的性能提升或新功能尚未具有顛覆性效果,與其他同類產品仍處于相互競爭的狀態。因此,在這種產業發展形勢下,石墨烯相關產品標準的制定,如果簡單遵循以往的“從眾”原則,使得標準的技術要求“不高不低”,可能會讓石墨烯材料的下游用戶企業失去信心,不利于引領石墨烯產業實現高質量發展。
為充分發揮標準在促進石墨烯產業發展中的引領性、戰略性作用,石墨烯聯盟積極探索與新興產業發展相適應的標準化理念、方法和模式。在實踐、比較、論證的基礎上,在國內首次提出“從優不從眾”標準化理念,其內涵的落腳點是堅持“用戶至上、技術先進者優先”,通過從優的原則,制定更符合用戶需求、引領產業發展的高質量標準。打破長期“標準是協商妥協的產物、少數服從多數”的“從眾”思想,通過樹立“從優”理念,在新興領域讓“多數服從少數(先進)”成為標準化新常態。
為支撐新的標準化理念,保證在實踐中落實,聯盟制定了一套相應的投票規則,打破一人一票制,根據“用戶至上、先進企業優先、成熟標準化工作者支撐”原則構建了投票權重體系,大幅提高了用戶企業的話語權和投票權重,同時根據企業在標準化中的持續參與度等設定相應的投票權重因子,從而真正支撐新理念的落實和實施。
建立“技術、標準、專利”聯動機制
在傳統材料領域,標準的制定往往是在產品成熟后再開展,遵循的是“先產品,后標準”模式,標準化的主要作用是根據市場中的主流產品制定能夠共同遵守的行為規范,是建立已有產品技術的“最大公約數”。產品、專利和標準之間一般是彼此割裂的活動。
傳統領域的標準化模式已很難適應新興技術領域。由于新材料產業化有著“技術開發周期長、應用驗證周期長”等特點,如果完全等新材料技術成熟后才開始標準的制定工作,顯然不能滿足新材料產業發展的需求。在新興技術領域,新產品的開發、研制、商品化的全過程中,專利和標準伴隨著產品創造的始終,所以專利技術標準化工作具有很強的連續性、系統性和集成性。因此,如何結合新材料在研發和產業化并舉的階段,發揮標準對研發的支撐作用,在產業化過程中發揮標準的引領作用是標準人一直思考的重要命題。為此,石墨烯聯盟在深入分析新技術領域標準化的特點和產業發展模式的基礎上,結合石墨烯產業各類產品的實際,創造性地開展各項標準的研制工作,創新標準化模式,打破以往基于現有產品制定標準,建立基于產業發展需求制定標準,并在此框架下開展“技術研發、專利布局和標準研制”三者聯動協同模式,通過三者協同聯動,促進產品、專利和標準三者之間不斷相互促進,助力新材料市場化和商品化。石墨烯聯盟在標準涉及專利時,沒有直接簡單引用現有國家標準的處置辦法,而是創新提出了一種在“合理無歧視”原則下的新主張,即沒有采用完全免費或全部收費的方式,而是兼顧了標準的公益性和專利的私有性,提出了一種部分收費的方案,該方案經過實踐檢驗,得到了企業的歡迎,極大地提高了企業貢獻專利測試方法的積極性。
T/CGIA 032-2020《鋰離子電池用石墨烯導電漿料》團體標準是上述“從優不從眾”和“基于需求制定標準”理念的集中體現,發布后得到了行業廣泛認可和普遍采用。該標準打破了常規基于“現有產品”制定標準的邏輯,即未以現在市場上常見的“復合”漿料為對象進行制定,而是基于“產業發展方向和需求”為指引,針對“純石墨烯漿料”制定標準。一方面有利于引導石墨烯材料企業按照“通用化、系列化”開發,不斷提升石墨烯漿料本征性能,保證“基礎漿料”產品的品質;另一方面,將基礎漿料的“組合化”交由下游用戶企業,滿足了不同電池用戶企業的個性化需求,同時又保護了用戶企業的“配方”秘密。與公認的導電漿料供給未來發展方向不謀而合,得到了電池企業和石墨烯企業的高度認可。為此,國內石墨烯頂級學者與石墨烯諾獎獲得者康斯坦丁先生等學者和企業家在《Materials today》上共同撰文《石墨烯標準化:東方之路》,對T/CGIA 032-2020團體標準進行了深入剖析,對標準的制定理念和思路予以充分肯定。
在產品表征方法方面,本標準對石墨烯材料中雜質元素、磁性異物、漿料穩定性、導電性評價等關鍵性能參數提出了一些創新性測試方法和評價指標。本標準的技術參數要求值是根據標準制定過程中收集到的17份不同種類石墨烯導電漿料樣品的摸底測試數據,按照“從優不從眾”原則確立的。代表著本行業主流優勢石墨烯導電漿料企業的技術走向以及下游電池客戶企業對導電劑的最新需求。
建立學習型組織,鍛造“專、精、特、新”標準化隊伍
人才是團體標準組織高質量開展標準化工作的根基。石墨烯聯盟從最初1名兼職標準化人員,發展到現有4名專職標準化研究人員,并逐步建立了一套行之有效的標準化人才培養方法。通過5年多的持續積累,石墨烯聯盟已成為石墨烯領域企業參與人數最多、行業影響力最大、標準產出成果最多的產業聯盟。2022年8月被北京市科委、中關村管委會評定為標準化示范單位,同年9月被海淀區市場監督管理局評為“標準創新單位”。
同時,經過近5年的摸索,石墨烯聯盟的標準化工作引用中小微企業“專、精、特、新”評價理念,打造出與標準化工作特點緊密相連的“專、精、特、新”工作方針。
專,指專業。專業是石墨烯聯盟作為一個純民間組織在石墨烯行業內獲得認可的唯一生存之道。為此,聯盟標準團隊打造學習型組織,建立兩個“1”學習制度,即每天1小時學習產業新聞,每天至少學習1個標準。通過團隊內部日積月累的學習和相互交流,標準團隊的石墨烯知識和標準化兩方面的專業能力在業內具有較高的水準。
精,指精細化。石墨烯聯盟將自身在標準創制中的常規“組織”作用,轉變為“預研+組織”作用,聯盟自身在標準預研中做深做精,體現聯盟在了解行業發展動態和判斷技術走向方面的專業化水準。在每一項標準研制前,聯盟標準團隊通常開展為期一兩個月的大量預研分析工作,著重從專利、標準、文獻和企業數據等4方面為標準提供技術支撐方案。通過分析本領域的專利布局,洞察產業技術走向;對比分析本領域相關標準,了解產品特點和標準“痛點”;分析中外科技文獻和碩博論文,確立支持標準方案的科學理論依據;收集主流企業產品數據,了解產業發展現狀。聯盟基于上述4方面的預研工作,不僅為標準的科學研制提供了有力基礎,而且產出的調研報告為企業研發和市場需求研判提供參考,受到了企業的熱烈歡迎。
特,指特色。聯盟的“標準化”工作要體現行業特色,要體現聯盟在產業促進高質量發展方面可發揮的特色作用。標準工作本身不是目的,標準工作是一種助力產業發展的手段,是聯盟與企業融通的橋梁。因此,聯盟將標準化工作與服務產業高質量發展緊密聯系起來,是聯盟標準化工作努力的特色方向。在標準創制中,聯盟不僅輸出標準,而且輸出本方向的產業研究報告,指導企業建立“技術、標準、專利”聯動機制,搭建產學研用交流與合作的平臺,促進上下游對接與合作。聯盟在標準創制中建立了石墨烯領域的企業庫和專家庫名錄,并與聯盟會員單位共享,受到產業界高度肯定。
新,指創新。聯盟在標準化活動中始終堅持“創新”思維,基于國內和國際標準化實踐,創新性提出了“從優不從眾”標準化新理念,提出建立“產品研發、專利布局、標準研制”同步聯動的新型標準研制模式;聯盟提出的“制定原創性團體標準”等3項建議被《國家標準化發展綱要》采納。聯盟標準的創新探索受到多方關注。多次受邀參與中關村管委會標準政策咨詢調研,被國家市場監督管理總局、全國工商聯等外部組織邀請介紹團體和國際標準實踐。
2022年10月底,國家工信部批準籌建國家石墨烯創新中心,依托寧波石墨烯創新中心有限公司組建,匯聚了國內14個省份的創新力量共同參與,石墨烯聯盟作為創新力量之一參與了國家石墨烯創新中心的申報和籌建。鑒于石墨烯聯盟在石墨烯領域標準化工作的基礎和成績,2022年12月,石墨烯聯盟作為承接單位,承擔國家石墨烯創新中心設立的第一個二級部門——標準研究與服務中心。
展望未來
石墨烯聯盟不僅在團體標準化方面取得了引人注目的成果,在推動國際標準化方面也成果豐碩。近5年,石墨烯聯盟主持納米領域國際標準3項,承擔ISO/TC256/WG7工作組召集人職責。對于石墨烯聯盟標準工作下一步計劃,聯盟秘書長戴石鋒信心滿滿表示:
第一,充分發揮好石墨烯聯盟已經擁有的兩個標準化平臺,一是國際標準平臺——認真履行ISO/TC256/WG7工作組召集人職責,帶領更多國內技術優勢企業積極參與國際標準制定和交流合作;二是國內標準平臺——國家石墨烯創新中心標準研究與服務中心,積極開展石墨烯領域的標準創制工作,圍繞石墨烯領域的檢測、綠色制造、先進產品開展標準研制,力爭3年內率先建立石墨烯標準體系,并翻譯成英文版向全球推廣,提升中國在石墨烯標準領域的影響力和話語權。
第二,推動石墨烯標準的應用和認證工作。探索石墨烯團體標準認證和評價的落地模式。持續打造聯盟的品牌,吸收更多國內外企業加入聯盟,將聯盟打造成具有國際較高品牌影響力的石墨烯標準團體組織。