2、我國石墨烯制備的產業(yè)化現(xiàn)狀
低端領域生產已經初具規(guī)模。目前，國內部分廠家如第六元素、寧波墨西、重慶墨希、二維碳素等廠家已經實現(xiàn)了氧化還原法或液相剝離法石墨烯粉體以及 CVD 法石墨烯薄膜的規(guī)模化生產。根據不完全統(tǒng)計，目前我國石墨烯粉體產能共計3450 噸/年，石墨烯薄膜產能 105 萬平米/年，但目前生產的石墨烯質量較差，僅能滿足涂料、鋰電池添加劑、復合材料添加劑、觸摸屏等低端領域的需求。
高端領域生產短期內較難突破。高速電子器件、光電探測器等高端領域需要大面積高質量的石墨烯單晶，與普通多晶態(tài)石墨烯薄膜相比，單晶石墨烯薄膜制備異常困難，目前只能做到毫米級大小，與可實用化的晶圓級大小仍有相當距離，短期內較難突破，化學氣相沉積法是最具開發(fā)潛力的制備技術。
國內部分廠家的石墨烯產能
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3、應用：低端需求逐步打開，高端領域受制于高質量石墨烯的制備
隨著批量化生產以及大尺寸薄膜制備等難題的逐步突破，石墨烯的產業(yè)化應用步伐正在加快，目前鋰離子正極材料導電添加劑、導熱材料、塑料添加劑、導電油墨等低端應用領域即將進入或已經實現(xiàn)產業(yè)化。我國石墨烯產業(yè)正逐漸由產業(yè)化初期步入快速成長期。
石墨烯產業(yè)化的“時間表”
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4、石墨烯下游應用產業(yè)化現(xiàn)狀
低端需求初步打開。受制于石墨烯的規(guī)模化制備，目前僅導電墨水、鋰電池添加劑、涂料及復合材料添加劑、觸摸屏等低端應用領域的需求初步打開。
1）鋰電池方面應用
石墨烯作為導電添加劑還可以解決鈷酸鋰等正極材料高壓實比與電池性能之間的矛盾問題，采用石墨烯導電劑的鈷酸鋰電池容量高出 3%，且具有明顯更好的 2C 倍率放電性能。石墨烯還可涂覆在鋁箔集流體上，形成石墨烯功能涂層鋁箔有助于進一步提升鋰電池的綜合性能。隨著寧波墨西科技有限公司石墨烯涂層鋁箔試生產線的建成，此項新技術有望在鋰離子電池中得到廣泛應用。
值得一提的是，作為添加劑，石墨烯僅僅增強了正極材料的導電性，并沒有改變電極材料的比容量，因而不會大幅增加鋰電池的能量密度。要想大幅增加鋰電池能量密度，需選取具有更高比容量的電極材料。目前，多篇已發(fā)表論文稱利用 石墨烯- 硫或石墨烯- 硅作為鋰電池的正負極可大大增加鋰電池的能量密度，但此類電池目前還處于實驗室階段，距離產業(yè)化應用還需較長時間。
0.1C 充放電時石墨烯和炭黑鋰電池循環(huán)性能比較
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2）石墨烯導熱材料
石墨烯具有極高的熱導率和熱輻射系數，同時比表面積巨大，因此作為輔助散熱的表面涂層具有巨大的應用前景。利用石墨烯可制成具有高導熱系數的石墨烯散熱片/膜，應用于手機、電腦等電子產品以及高功率 LED 芯片中，以增強器件性能，延長其工作壽命。此外，作為添加劑還可利用石墨烯制成石墨烯改性的復合材料，如熱導纖維和導熱塑料等。該技術領域市場巨大，在我國的電子和工程領域有迫切的市場需求，技術難度小、工藝相對成熟，有快速進入市場的機會。
3）石墨烯導電塑料和油墨
石墨烯可作為新型導電油墨和塑料的主填充料，也可與納米銀粉等混合配制成新型導電漿料或油墨，通過改變石墨烯的填充比例，可調節(jié)導電油墨的電阻率和附著性能。美國 Vorbek 材料公司的石墨烯導電油墨已經在物聯(lián)網隱形條形碼技術中開始應用。我國物聯(lián)網市場巨大，前景誘人，以添加石墨烯為主的導電塑料可以在防靜電應用領域得到大力推廣，工藝簡便、成本低廉、效果明顯。
石墨烯導熱膜
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石墨烯防靜電塑料
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4 ）石墨烯防腐涂料
石墨烯獨特的二維結構使得它既可以在涂層中構建導電導熱通道，又可以互相拼接形成嚴密的迷宮式物理屏障，隔絕腐蝕因子。因此，石墨烯涂料具有導電、導熱、防腐、電磁屏蔽等多種功能。另外，石墨烯微片可以增強涂層的附著力，使涂層具有優(yōu)良的耐磨和耐刮擦性能。因此，石墨烯涂料在飛機、船舶、車輛、橋梁、建筑物、集裝箱、油罐、等領域具有應用前景。
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