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15000cVs,相当于商用硅片的10倍。电流密度耐性为2亿Ac,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。图1石墨烯的特殊性能
二、石墨烯的应用现状及未来展望21石墨烯应用领域
石墨烯的特性使得其应用领域十分广泛,石墨烯除具有上文阐述的热学、力学及电学性能外,还具有几类特殊功能如低温吸氢、常温无散射、应变传感等,这使得石墨烯能用于制作吸氢材料、无散射传输器件、应变传感器、双极半导体和类催化剂等。综合分析石墨烯的各类性能,将来运用的领域将会十分广阔,主要集中在电子行业及化工行业,尤其是在电子行业的锂电池电极、触摸屏、超级电容领域和化工行业的涂层、保险、吸附、淡化领域等。
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f图2石墨烯应用领域
22石墨烯目前应用领域潜在爆发点221石墨烯动力电池行业
随着新能源交通工具逐步替代内燃机交通工具的进程加快,锂离子电池被认为是现代材料和新能源科学的经典能源。但是动力电池的充放电性能和储能性能一直是制约新能源行业发展的主要障碍。石墨烯优异的电子迁移率性质和极低的电阻率使得其作为锂电池正负极材料或锂电池正负极导电剂,将有效改善锂电池电极循坏性能,提高充电速度和储能性能。石墨烯作为电池电极材料生产的动力的电池仍处于试验阶段,但我国石墨烯的锂电池电极添加剂的研发技术已经较为成熟,通过石墨烯导电浆剂包裹磷酸铁锂等正极材料,从而增加电池充电速度替代其他碳材料导电剂,加入石墨烯导电剂的电极导电性能是添加碳纳米管导电剂的10倍,是添加导电炭黑导电剂的40倍。目前中国电池企业已经尝试使用石墨烯浆料作为导电剂使用,具备一定的市场空间。例如,比亚迪目前每月约采购石墨烯浆料500吨。随着全球动力锂电池市场规模逐渐扩大,我国2017年预计动力锂电池扩增产能约为152Gwh,而15年国内动力锂电池总产能为1897Gwh,产能扩张将近80,正极包覆材料需求21万吨。因此如果2017年石墨烯浆料作为动力电池正极包覆材料占总包覆材料中的3,按每吨8万元计算,2017年石墨烯浆料市场规模将达到5亿元,随着动力锂电池产能的释放和石墨烯包覆材料渗透率的增加,预计未来三年市场规模将保持100以上的增速,石墨烯浆料在动力锂电池电极包覆方面的应用市场规
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f模将超过40亿元,如果在未来十年石r