石墨烯新材料技术应用的最新产品系列-电源网

石墨烯是世界上目前已知的厚度最薄、强度最大、韧性最好、抗氧化性能最强的一种新型纳米材料，是一种由C原子经sp2电子轨道杂化后形成的蜂巢状的准二维结构，是C元素的另外一种同素异形体。石墨烯具有众多优良的特点，如载流子迁移率高、电流密度大、强度高、导热率高、最薄最轻最硬，同时具有高性能传感器、可强化电子输送、催化剂、吸氢、双极半导体、无散热传输等功能。由于石墨烯的性能优良、功能众多而被广泛应用到锂电子电池、超级电容、导电油墨、触摸屏、软性电子、散热、涂料、传感器等领域，此外，在高频电子、环保、光电、聚合物、海水淡化、太阳能电池、燃料电池、催化剂、建筑材料等领域，也能发现石墨烯的身影。

目前中国、美国、欧盟、韩国、日本等国家和组织均将石墨烯的研究提升至战略高度。截至2016年9月，石墨烯技术全球专利申请量为50452件，公开量为46928件，同比增长了44.92%。中国是全球石墨烯技术专利申请量最大的国家，累计申请量达24942件，公开22418件，同比增长了59.46%，对全球石墨烯产业专利申请数量起到了主导作用。全球排名前20的申请人中有8位是中国申请人，无论在申请人数量还是申请总量方面都居于绝对领先地位。从专利布局的角度来看，我国已成为石墨烯技术巨大潜在目标市场，美国、日本、韩国等国的申请主体在我国进行大量的专利布局。从国内石墨烯技术专利申请来看，主要集中在东部沿海地区，其中，江苏省的专利申请量为4102件，居于全国首位。有机构认为石墨烯产业预计将在未来的1-2年内迎来质变，在产业和资本端迎来双突破。

石墨烯新材料技术应用的最新产品有哪些呢？

1. 锂电子电池

最近在2017环球资源电子展开展期间，东旭光电与倍斯特联合发布了石墨烯基锂离子电池“烯王二代”，在产品性能方面具备15分钟充满5000mAh的效率，电池上限使用环境对比上代产品提高10度，允许在-30度至80度环境下工作。石墨烯作为新材料之王，由于其独特的二维结构，具有超强的导电、导热、润滑、耐腐性能，超大的比表面积和超强的结构和热稳定性等，发展势头迅猛，自被发明以来，就一直被科学家尝试用于上至航空科技，下至生活的各个层面。这款移动电源的尺寸为158 x 65×24.5mm。问题也就出现在这个尺寸上了，有业内人士认为，常规锂电池在这个尺寸下本可以达到20000mAh的容量，而这款移动电源的容量却只有5000mAh，所以其能量密度是大幅降低了的，这也被认为是实现快充的一个手段。能量密度代表单位体积或重量可以存储的能量多少，它与电池寿命成正比。和充电速度一样，能量密度也是电池从业者一直在致力提高的指标。

而最近上海昂泰实业有限公司(WPG)专家和技术团队经过2年的研发测试，推出了世界首款石墨烯充电宝—WPG智能闪电充，让大家告别慢充时代，进入快充移动电源新时代。由多名国内外专家，学者，教授，组成强大的WPG石墨烯闪电充研发团队，通过对石墨烯电池在饱和氯化铜溶液中，时间(小时、天数)和产生电压的关系研究和反复试验，采用石墨烯基锂离子电池，使充电宝蓄满电仅仅需要15分钟，充电快，放电快，散热快。它采用新型黑科技材料石墨烯，在充电方面比起普通充电宝更加出色，在短短的十分钟内就可以把容量5000毫安的闪电充充好；独特IT芯片支持，放电更加快捷;石墨烯电池保护层，使用寿命长，循环次数高，更有利于散热的加快。

2. 超级电容器

成都市新筑路桥机械股份有限公司与白俄罗斯市政机车厂共同研发生产的首台18米超级电容城市客车在白俄罗斯首都明斯克正式下线。明斯克1号线，是白俄首都市中心的最繁华路线，全程10公里，首批20辆超级电容客车将替换在这条线上原有的柴油汽车，实现随充随用，起终点充电6分钟，即可满足全程运行，站间上下客停车时可闪充几秒，实现续航。据悉成都新筑的超级电容器商品处于全球领先地位，远销塞尔维亚、奥地利、保加利亚、以色列、伊朗、澳大利亚等地，“超级电容”城市客车已经实现运营里程一千万公里。目前，该公司在白俄罗斯成立了全资子公司，建设研发中心及配套设施、超级电容器工厂、现代有轨电车和嵌入式轨道系统等产品生产线，年产百万只超级电容单体。

伴随着交通运输、风力发电等诸多产业对更高功率密度储能需求的日益增长，超级电容领军企业集星科技于2017年重磅推出2.7V500F/800F、2.85V720F/800F/4200F等五款超级电容单体升级产品，进一步丰富了其中高容量段单体系列，为用户提供了更好的储能选择，集星科技重磅出新 “储”出新高度——超级电容单体升级产品闪亮面市，其中2.7V500F&800F填补了超级电容单体百法容量级产品的空缺，具有功率型储能产品的典型优势，在多个领域有着出色的储能表现；2.85V升级单体，在超级电容固有的优异储能性能基础上，进一步、大幅提高了产品储电量。该系列产品目前涵盖720F/800F/4200F 三个容量，可谓风机变桨、新能源汽车储能装置的不二之选。

3. 柔性触摸屏

石墨烯薄膜具有高透光度（能吸收大部分红外光线）、强韧性（可制作柔性材料）和优异的导电性能。此外，石墨烯触摸屏加工工序相对简单，对生产设备、场地等投资要求较低，可进一步降低模组成本。目前，在技术层面石墨烯替代ITO作为触摸屏已经没有障碍，石墨烯的柔性特性更能增加触摸屏的使用寿命，随着柔性显示技术的推进，石墨烯膜在液晶显示屏和可穿戴设备市场中有望迎来广泛的应用前景。

4. 软性电子“纸”

目前世界上生产电子纸的企业仅有国内的广州奥翼公司和美国的E-ink公司。E-ink公司的电子纸用的是ITO薄膜，而目前奥翼公司研发出来的石墨烯电子纸，难度更大，柔韧性和耐用性也更好，据悉业内仅有奥翼公司研究出了石墨烯电子纸。亚马逊公司推出的kindle，采用的就是E-ink公司供应的电子纸。此外，笔记本电脑、IPad等，都将可以依托该技术变得轻薄、易折叠；一个杯子、一把椅子、一块地板，都可以“贴”上一层薄薄的显示屏，实现互联互通。专家认为电子纸是未来物联网系统最佳的显示界面，世界将进入一个万物显示、万物互联的时代。

5. 石墨烯散热膜

石墨烯具有极为优秀的导热性能，厚度约0.34nm的石墨烯，理论比表面积能达到2630m2/g。石墨烯拥有很好的强度，破坏强度42N/m，硬度模量与金刚石相当，而且其导热率最高能达到3000-5000W/mK，是铜的13倍多。由此可见，与石墨和传统散热材料相比，石墨烯所具有的快速导热特性与快速散热特性将使得石墨烯成为极佳的散热材料。最近我国已开始批量生产柔性石墨烯散热膜，这将大大改善散热领域内散热材料的性能，广泛应用到通讯工业、医疗设备、便携式计算机、华为、小米、中兴手机、PDP、PC 内存条，LED 基板等散热等以及各种非民用的特种设备中。最近报道的新款iPhone都将配备无线充电能力，一种全新的石墨层将会被添加进iPhone以保护3D Touch传感器，该石墨层将直接被层压到内部热敏膜传感器上。