浅谈石墨烯材料应用的最新进展

发布于2020-04-26 14:19:58

来自:安米微纳团队

石墨烯是一种由碳原子以sp2 杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,厚度在一个纳米以下,超大的比表面积,具有非常良好的抗拉强度及透光、导电和导热性能,被誉为新世纪的“材料之王”。

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石墨烯应用领域

浙江体彩6+1石墨烯因其优异的导电、导热、高比表面积、高强度等性能,目前主要集中在六个应用领域:

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目前国内外对石墨烯技术应用研究如火如荼,其中包含以下几个热门应用:

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石墨烯超级电池

在电池生产中石墨烯可直接作为正负极材料,也可作为导电添加剂添加到正负极材料中,还能作为涂层提高电池功率特性。充电和续驶里程问题一直困扰着新能源汽车,这是因为铅酸电池和传统锂电池的发展遭遇“瓶颈”,而石墨烯电池有望在此取得突破。在不久前举行的上海车展上,有车企推出了一款石墨烯钛酸锂电池,可以实现10~15分钟快速充电,可持续充放电超过4万次,油电综合续驶里程可达1000千米以上。

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石墨烯超级电容

基于石墨烯研制的超级电容器,表现出优异的功率特性和循环寿命,在功率密度为1kw/kg的时候,能量密度高达80Wh/kg,当功率密度为20kw/kg时,能量密度仍然能够保持在33 Wh/kg。片状结构的石墨烯电极材料在电解液的界面电阻更小,2000次充放电循环之后比电容量能保持在95%以上。石墨烯基超级电容器在高功率/高能量密度的动力储能器件上具有广阔的应用前景。

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石墨烯集成电路

由于具备超高电子传输能力和良好的导热能力,石墨烯被认为会取代现在广泛使用的硅而成为下一代集成电路的根基。2010年,美国一个研究团队研制出了首块石墨烯晶体管,并将其整合到一块完整的集成电路中。2016年,中国科学家研制出首块低噪声放大单片集成电路。

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石墨烯功能涂料

石墨烯自身的高比表面积、高导热、高导电、高强度等性能,使其成为新一代涂料、橡胶、塑料等产品中的重要添加剂,可以全方位提升传统产品的特性。其中最突出的效果表现在重防腐涂料、导电涂料、散热涂料、防静电涂料等产品中,石墨烯表现出了优异的性能,已经在市场上出现了量产产品。

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石墨烯发热组件

在石墨烯的众多应用领域中,石墨烯发热组件应该是发展得最快,同时也是在最前端的一个应用领域。在电热取暖和电加热模组方面已经有了较多的产品。石墨烯发热的原理是:在石墨烯发热膜两端电极通电的情况下,电热膜中的碳分子在电阻中产生声子、离子和电子,由产生的碳分子团之间相互摩擦、碰撞(也称布朗运动)而产生热能,热能又通过控制波长在6—15微米的远红外线以平面方式均匀地辐射出来,有效电热能总转换率达99%以上,同时加上特殊的石墨烯材料的超导性,保证发热性能稳定。

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石墨烯加热膜优势

由石墨烯制成的加热膜与传统加热方式相比,具有以下优势:

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传统的石墨烯加热膜一般采用PET材质有机膜,其优点是柔韧性好、抗弯折,可以做成不同形状的结构,耐潮湿,便于储运等,但缺点是不耐高温(耐温不超过180℃)、耐久性差、寿命短、导热差等,因此有机膜适用于低温、需要弯折的地方,如地暖、墙暖、发热服、发热垫等,无法用于炉灶、锅炉、烘箱等高温发热场所。

新型无机石墨烯电热浆料G500

安米微纳作为专业的无机非金属材料解决方案供应商,推出了基于无机高温粘接剂的石墨烯电热浆料G500,将改变传统石墨烯电热材料,不仅可在600℃以下长期使用,不氧化不分解,功率无衰减,而且解决了传统石墨烯电热材料不耐高温、易老化分解,易燃,导热差的缺点。其优势在于:

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G500除了可以应用在低温取暖领域,也可以应用在高温发热领域,弥补传统石墨烯有机膜的不足,大大扩展了石墨烯在高温发热领域的应用范围。有需要详细了解石墨烯电热浆料的客户,欢迎咨询安米微纳技术团队。

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