石墨烯技术应用研究与产业化进展

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石墨烯技术应用研究与产业化进展
一、石墨烯的基本概念
(一)什么是石墨烯
石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体,由于这种材料是从石墨中制取的,而且包含烯类物质的基本特征——碳原子之间的双键,所以称为石墨烯。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
(二)石墨烯的特点与应用领域
表1 石墨烯特点与应用领域
二、石墨烯技术的应用研究进展
石墨烯导电浆料、散热薄膜、各类橡塑涂料油墨等复材已进入稳步增长期,产品推广情况稳定;石墨烯触控、加热模组及超级电容器等也紧随其后;石墨烯用于锂电正极、可穿戴设备等相关应用是研究热点,但相关产品还处于开发阶段。
工装管理系统(一)技术比较成熟且实现量产化的石墨烯应用产品
1、石墨烯导电浆料已向锂电池正极厂商供货
随着石墨烯粉体、石墨烯微片粉体的量产,将石墨烯制成导电浆料,用于包覆磷酸铁锂等正极材料,已成为目前较为成熟的应用。国内已实现石墨烯导电浆料量产的企业主要为:青岛昊鑫、东莞鸿纳。预计,未来采用石墨烯导电浆料进行包覆的正极材料将站总的正极材料的10%,形成超过10亿元的市场空间。
2、具有高导热、散热性能的石墨烯散热膜已量产变频模块
2013年贵州新碳高科推出了柔性石墨烯散热薄膜,其散热效果比常见的铜提高了2-4倍。厦门凯纳石墨烯技术有限公司、南京科孚纳米技术公司等也有石墨烯微片散热产品问世。三星、乐金、华为等大企业也在产品线内大量应用了石墨烯散热膜。预计未来石墨烯散热膜的市场空间将达到20亿元。
3、橡塑油墨涂料等复合材料市场将快速打开
目前,石墨烯导电油墨已开始投产并实际应用。2015年国内首条石墨烯导电油墨生产线在青岛投入使用,已经可实现年产30吨石墨烯导电油墨。石墨烯防腐涂料方面,2015年江苏道森新材料有限公司成功研发,应用于海上风电塔筒的防腐,近来很多企业均开发出相关产品并在防腐领域应用。
(二)处于开发推广阶段,预计近两年内将陆续量产
1、石墨烯触控屏
石墨烯触控屏具有柔韧和宽温度等特点。目前石墨烯触控屏技术已相对成熟,在国内外均已有石墨烯触控屏研发成功并投产,石墨烯触控膜的成本已降至和ITO基触控膜基本相当。韩国三星公司用石墨烯制造出了柔性触控屏;国内的企业如二维碳素、第六元素等均已采用石墨烯制造出传感器、触控组件且已量产;重庆墨希科技有限公司与嘉乐派科技有限公司
发布了石墨烯手机。预计石墨烯基触控组件未来市场空间将达到50亿元。
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2、石墨烯作为超级电容器的电极材料怎么自制纳米胶
由于石墨烯导电率高、比表面积大且化学结构稳定,更适合作为超级电容器的电极材料。目前,我国电磁水泵
抗菌防臭袜已经实现石墨烯超级电容器的投产,2014年,常州立方能源技术有限公司已建成年产5万只、单体容量3000法拉的石墨烯基超级电容器自动化生产线。目前,超级电容器市场规模约1000亿元,预计2020年石墨烯粉体用于电容器的市场将超过10亿元。
三、国内石墨烯研究与产业化进展
我国大力发展石墨烯产业,步入规模化应用初期。
(一)主要研究机构
主要包括:清华大学、中国科技大学、北京大学、中山大学、中科院物理所、中科院化学所、中科院金属所、中科院宁波材料所、中科院山西煤化所等。
(二)国内石墨烯产业分布
当前,我国石墨烯产业中的部分企业注意力已经从材料制备转向下游应用。受制备技术和成本因素影响,目前市面上的石墨烯产品主要为粉体、涂料、散热膜和触控屏等。
表2 国内石墨烯企业及产业园区分布
(三)国内石墨烯技术产业化进展
表3 国内石墨烯技术产业化进展

本文发布于:2023-05-17 22:53:39,感谢您对本站的认可!

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