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“新材料之王”石墨烯引领电子变革

作者:皇冠买球网 发布时间:2020-07-13

【电子网】讯

  石墨烯是目前人类已知强度最高、韧性最好、质量最轻、导电性最佳的材料,也被认为是未来最有可能得到大力发展的新技术之一。可是因为技术难度高,目前尚未得到大范围应用。而据报道,继石墨烯薄膜在华为Mate20X得到首次应用之后,华为近期发布的国内首款5G平板MatePadPro5G搭载了超厚3D石墨烯散热技术。

  该技术以石墨烯为原料,采用多层石墨烯堆叠而成的高定向导热膜,具有机械性能好、导热系数高、质量轻、材料薄、柔韧性好等特点。

  值得一提的是,华为前不久刚刚投资了常州富烯科技,进一步布局石墨烯技术,后者现有产品包括石墨烯导热膜、石墨烯导热片、石墨烯泡沫膜等,华为及荣耀手机所用的“石墨烯液冷散热”方案就是富烯科技提供的材料。

  手机散热性能的提升,为导热材料的发展提供了机会。手机散热方案多元化,主要包含石墨片、石墨膜、金属背板、导热凝胶、液冷技术(均热板)等,未来考虑多种方式结合或研发更多可行方向。

  随着5G手机换机潮和基站建设高峰到来,石墨烯有望迅速扩大在电子设备散热方案中的应用。

  产业化方面,石墨烯在战略前沿材料中占据关键地位。当前石墨烯正处于大规模化前夕,业内预计石墨烯产业化应用进程望明显提速。

  中国计划实现石墨烯产业“2020年形成百亿产业规模,2025年整体产业规模破千亿”的发展目标。

  石墨烯是从石墨材料中剥离出来,由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。

  石墨烯因为其特殊的结构,具有突出的力学性能,电磁性能,热学性能,透光率和渗透率等特性,使其成为材料科学研究热点,在许多领域都有应用前景。

  石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料(0.34nm),也是有史以来被证实的最结实的材料,强度可达130GPa,其具有极好的弹性,可被拉伸至自身尺寸的120%。

  石墨烯具有极强的导热性能,单层石墨烯的热导率可达5000 W/m·K,是室温下纯金刚石的3倍,金属铜的12倍。石墨烯还具有优良的透光性能,光子透过率高97.4%,其理论比表面积高达2630 m2·g-1。

  根据石墨烯产业联盟的数据,在专利技术来源方面,中国的石墨烯最早优先权专利占比达66.6%,其次是韩国、美国和日本,占比分别为12.3%、9.7%和3.1%,来源于中国的石墨烯专利已大幅领先于其他国家/地区。

  石墨烯的上游包括石墨等资源、设备和系统等,下游应用领域包括导热、导电、柔性显示屏和油墨涂料等,中游有石墨烯粉体和石墨烯薄膜两种产品形态。

  随着石墨烯在锂电池、触控屏等领域应用的逐渐兴起,对于产业链上游石墨烯的需求日益增加,业界最关心的问题已成为如何实现石墨烯原料的大规模制备,这也是目前制约石墨烯产业发展的瓶颈。

  国内政策的推进速度与覆盖范围不断加大,吸引了大量的产业资本不断投入到石墨烯的相关研究与商业化应用方面。当前国家在全国建立了多个石墨烯产业园和石墨烯联盟。

  常州、宁波、青岛、重庆、无锡等地率先设立石墨烯产业园,江苏、内蒙古、山东等地也成立了石墨烯联盟,有利于进一步整合上下游资源,完善石墨烯创新体系,促进石墨烯产业发展,同时有利于国家的宏观调控。

  同时,国内各种石墨烯优秀企业也不断涌现,虽然高端产品因成本,技术问题短时间难以得到大面积的突破,但是一些低端产品已经在一些公司得到了商业化生产。

  国内厂商青岛昊鑫、天奈科技主要产品包括石墨烯、碳纳米管导电剂;第六元素主要产品有石墨烯粉末和石墨烯薄膜、三顺纳米和德方纳米主要产品有碳纳米管导电剂。

  青岛昊鑫的主要客户有比亚迪、国轩高科、东莞鑫泰通、江西安驰、芜湖天弋等;天奈科技客户有宁德时代、比亚迪;第六元素的客户有道蓬科技、烯旺新材料、华骐电子等;德方纳米的主要客户包括宁德时代,湖北金泉,比亚迪,航天电源,赣锋锂业等企业。

  从2012年的新材料产业“十二五”发展规划起,国家逐渐开始不断通过各种利好政策,推动石墨烯的产业化进程,而最近的新材料“十三五”规划也将石墨烯作为先导性产业。

  随着石墨烯产业化方向逐渐清晰,石墨烯已成为我国未来重点发展产业之一。

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