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石墨烯:可能改變世界的新材料
【好展會網(wǎng) 冶金專題】
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前不久,位于浙江省慈溪市慈東濱海區(qū)的寧波墨西科技有限公司年產(chǎn)300噸石墨烯項目正式開工建設(shè),項目一期投資2.1億元,預計年產(chǎn)石墨烯300噸,預計年產(chǎn)值20億元。
全球首條生產(chǎn)線解決了石墨烯量產(chǎn)難題,具有重要意義石墨烯具有優(yōu)異的電學、熱學、結(jié)構(gòu)和力學性能,以及完美的量子隧道效應(yīng)、優(yōu)異的電導率等一系列特殊性質(zhì)。因為這些性能,它在下一代晶體管、透明導電膜、儲能技術(shù)、化學傳感、功能復合材料等領(lǐng)域應(yīng)用前景十分廣闊,被認為是一種有可能改變世界的新材料。
從應(yīng)用研究進展來看,石墨烯更有可能首先在鋰離子電池中獲得應(yīng)用。一個方向是石墨烯復合電極材料。石墨烯優(yōu)異的導電性能可以提升電極材料的電導率,進而提升鋰離子電池的充放電速度;同時,石墨烯“柔韌”的二維層狀結(jié)構(gòu)可以有效抑制電極材料在充放電過程中因體積變化引起的材料粉化,并增強與集流體間的導電接觸。因此,石墨烯能夠改善鋰電池正負極材料的電化學性能,磷酸鐵鋰/石墨烯復合正極材料就是一個好例子。另一個方向是作為鋰電池的導電添加劑。加入石墨烯后,鋰電池的大電流充放電性能、循環(huán)穩(wěn)定性和安全性都因此得到了非常大的改善。加入石墨烯改善性能的鋰離子電池,有可能實現(xiàn)十分鐘左右充滿電,并且一次充電可以行使500公里。
未來五年內(nèi),有可能形成一個非常大的石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品市場,產(chǎn)值可能超過百億元。
石墨烯的發(fā)現(xiàn)獲得了2010年諾貝爾物理學獎,也引起了全球的關(guān)注,眾多科研人員對石墨烯的應(yīng)用開展了廣泛深入的研究,已經(jīng)開發(fā)出了石墨烯鋰離子電池、石墨烯LCD 面板、石墨烯電容觸摸屏、石墨烯場效應(yīng)管和石墨烯太陽能電池等應(yīng)用產(chǎn)品。
在實現(xiàn)石墨烯低成本批量生產(chǎn)后,石墨烯批量應(yīng)用將得以實現(xiàn),產(chǎn)業(yè)鏈將逐漸成型,性能優(yōu)異且價格適中的石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品將進入市場走向千家萬戶。
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