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石墨烯:可能改變世界的新材料
【好展會(huì)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(xiàng)目正式開(kāi)工建設(shè),項(xiàng)目一期投資2.1億元,預(yù)計(jì)年產(chǎn)石墨烯300噸,預(yù)計(jì)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(xué)、熱學(xué)、結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能,以及完美的量子隧道效應(yīng)、優(yōu)異的電導(dǎo)率等一系列特殊性質(zhì)。因?yàn)檫@些性能,它在下一代晶體管、透明導(dǎo)電膜、儲(chǔ)能技術(shù)、化學(xué)傳感、功能復(fù)合材料等領(lǐng)域應(yīng)用前景十分廣闊,被認(rèn)為是一種有可能改變世界的新材料。
從應(yīng)用研究進(jìn)展來(lái)看,石墨烯更有可能首先在鋰離子電池中獲得應(yīng)用。一個(gè)方向是石墨烯復(fù)合電極材料。石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性能可以提升電極材料的電導(dǎo)率,進(jìn)而提升鋰離子電池的充放電速度;同時(shí),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(guò)程中因體積變化引起的材料粉化,并增強(qiáng)與集流體間的導(dǎo)電接觸。因此,石墨烯能夠改善鋰電池正負(fù)極材料的電化學(xué)性能,磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合正極材料就是一個(gè)好例子。另一個(gè)方向是作為鋰電池的導(dǎo)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(shí)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(lái)五年內(nèi),有可能形成一個(gè)非常大的石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品市場(chǎng),產(chǎn)值可能超過(guò)百億元。
石墨烯的發(fā)現(xiàn)獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),也引起了全球的關(guān)注,眾多科研人員對(duì)石墨烯的應(yīng)用開(kāi)展了廣泛深入的研究,已經(jīng)開(kāi)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(chǎng)效應(yīng)管和石墨烯太陽(yáng)能電池等應(yīng)用產(chǎn)品。
在實(shí)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(shí)現(xiàn),產(chǎn)業(yè)鏈將逐漸成型,性能優(yōu)異且價(jià)格適中的石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品將進(jìn)入市場(chǎng)走向千家萬(wàn)戶。
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