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最火报告|石墨烯优势到底在哪 目前和未来真正的应用是什么?

北极星储能网  来源:PE早餐  作者:正晖资本  2017/2/17 9:46:19  我要投稿  

北极星储能网讯:站长导读:近两年石墨烯成为我国新材料发展的热点,本期我们选取了正晖资本的行业研究报告,了解一下此市场的魅力。

研究员:崔喆 贾博

报告来源:正晖资本

微信公众账号:Germsray_Capital

引言

→ 中国是世界上活跃的石墨烯研究国家之一,不管从石墨的储量、销量还是石墨烯专利的数量都处于世界领先地位。在政策的配合下,近两年石墨烯成为我国新材料发展的热点。

→ 政策导向明显。习大大在不到两年的时间里对江苏、英国曼彻斯特大学、黑龙江,三次考察石墨烯,并强调要加快科研成果转化。12月19日,突破石墨烯产业化应用技术被写入《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,今年似乎成为了石墨烯产业化的元年。

→ 中国已开始石墨烯初级应用。从2015年开始石墨烯的初级应用产品逐渐出现在国内市场上,例如锂电池导电添加剂、石墨烯改性防腐涂料等,逐渐开始进入规模化生产阶段。

→ 国内企业在石墨烯的应用方面也下足了功夫,但实际应用效果还需要市场的检验。2016年7月东旭光电的“石墨烯基锂离子电池——烯王”发布,并在9月公告拟投资16.5亿投建该电池项目;7月29日,第六元素宣布年产125吨石墨烯生产线即将投产,主要针对防腐涂料和复合材料领域;12月1日,华为宣布推出耐高温的“石墨烯基锂离子电池”。

1石墨烯为何成为如今新材料热点

石墨烯在光学、力学、电学方面均具有比其他材料更优异的性能,在各个领域都有非常好的前景且应用领域广泛,因此石墨烯在近两年成为新材料和新能源等高新领域关注的热点。

在政策方面,2016年国家公布的“十三五”规划第二十三章中,国家明确了石墨烯在战略新兴产业中重要性,石墨烯作为高端材料进入到“十三五”产品目录。另外,在工信部颁布《中国制造2025》中,国家确定了石墨烯材料技术发展路线规划。近两年在国内先后建立了4个石墨烯产业创新基地,国家领导人也多次实地考察石墨烯产业化情况。这都说明了国家在石墨烯产业扶持上是不惜余力的。

政策引导和产业升级的双重驱使下,我国石墨烯已实现初级阶段的应用,石墨烯作为导电浆料和防腐涂料的下游应用已经初步形成规模化,而且具备一定的市场发展空间。经过对石墨相关企业调研后,我们发现石墨烯制备成本和石墨烯下游应用技术不足,制约了目前石墨烯向更深的阶段发展。同时,上市公司也开始积极布局石墨烯领域,东旭光电是一家液晶玻璃基板生产公司,其通过石墨烯导电剂包裹锂电池正极达到快速充电的技术,从2016年7月8日公布“革命性石墨烯锂电池应用技术”后,在石墨烯和新能源汽车的双重概念驱动下该公司股票在二级市场中赚的盆满钵丰。该款石墨烯基锂离子电池在电池能量密度上并没有任何改善,而且充电需要配置独立的配置器,在新能源汽车方面的应用还要解决充电桩电流等和BMS(电池管理系统)的问题,因此该款电池只能作为移动电源使用,离成为新能源汽车新型电池的应用还相差甚远,可以说投资者为该企业的炒作概念买了单。在监管层的对于东旭光电的《关注函》要求该公司停牌自查后,表明监管层对于题材炒作的监管力度进一步加强。因此我们需要清楚在石墨烯应用的初级阶段,石墨烯的优势到底在哪方面,而其目前和未来真正的应用是什么?

石墨烯为何是所谓的“新材料之王”?

石墨烯主要是从鳞片状石墨中剥离出的具有单层碳原子结构的平面晶体材料,与其他石墨材料不同的是其碳原子是按照二维周期蜂窝状点阵排列。按照碳原子层数分类可分为:单层石墨烯(单个碳原子层)、多层石墨烯(2-10个碳原子层)及石墨烯微片(10<碳原子层<100um)。单层石墨烯是目前世界上已知最薄却最坚硬的纳米材料。

石墨烯在光学、力学、电学方面均有比其他材料更优异的性能。在力学方面,石墨烯是人类已知最强最高的物质,强度约为180GPa,是普通钢材的100倍。此外,石墨烯还具有良好的韧性,单位面积石墨烯片可承受4kg重量,可见其韧性相当于碳纤维的20倍;在热学方面,石墨烯自身的导热系数达到5300W/m▪K,是室温下最好的导热材料,导热性能是碳纳米管的1.51倍,是铜的13倍;在电学方面,石墨烯是室温下最好的导电材料,由于其特殊的能带结构使常温下电子运动干扰小,传输质量大幅提高。石墨烯的电学性能突出表现在高载流子迁移率及高电流密度,其载流子迁移率达15000cm2/V▪ s,相当于商用硅片的10倍。电流密度耐性为2亿A/cm2,相当于铜的100倍。

综合分析石墨烯的各类性能及特性,石墨烯作为替代材料在高新技术领域的应用具有一定优势,也是石墨烯被称为“新材料之王”的原因。

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