石墨烯下游應(yīng)用領(lǐng)域及潛在市場(chǎng)規(guī)模

隨著批量化生產(chǎn)以及大尺寸薄膜制備等難題的逐步突破，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用步伐正在加快，目前鋰離子正極材料導(dǎo)電添加劑、導(dǎo)熱材料、塑料添加劑、導(dǎo)電油墨等低端應(yīng)用領(lǐng)域即將進(jìn)入或已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)正逐漸由產(chǎn)業(yè)化初期步入快速成長(zhǎng)期。

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(dǎo)電墨水、鋰離子電池添加劑、涂料及復(fù)合材料添加劑、觸摸屏等低端應(yīng)用領(lǐng)域的需求初步打開。

（1）鋰離子電池方面應(yīng)用

石墨烯作為導(dǎo)電添加劑還可以解決鈷酸鋰等正極材料高壓實(shí)比與電池性能之間的矛盾問題，采用石墨烯導(dǎo)電劑的鈷酸鋰離子電池容量高出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(jìn)一步提升鋰離子電池的綜合性能。隨著寧波墨西科技有限公司石墨烯涂層鋁箔試生產(chǎn)線的建成，此項(xiàng)新技術(shù)有望在鋰離子電池中得到廣泛應(yīng)用。值得一提的是，作為添加劑，石墨烯僅僅增強(qiáng)了正極材料的導(dǎo)電性，并沒有改變電極材料的比容量，因而不會(huì)大幅新增鋰離子電池的能量密度。要想大幅新增鋰離子電池能量密度，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-硅作為鋰離子電池的正負(fù)極可大大新增鋰離子電池的能量密度，但此類電池目前還處于實(shí)驗(yàn)室階段，距離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還需較長(zhǎng)時(shí)間。

（2）石墨烯導(dǎo)熱材料

石墨烯具有極高的熱導(dǎo)率和熱輻射系數(shù)，同時(shí)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(yīng)用前景。利用石墨烯可制成具有高導(dǎo)熱系數(shù)的石墨烯散熱片/膜，應(yīng)用于手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品以及高功率LED芯片中，以增強(qiáng)器件性能，延長(zhǎng)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(fù)合材料，如熱導(dǎo)纖維和導(dǎo)熱塑料等。該技術(shù)領(lǐng)域市場(chǎng)巨大，在我國(guó)的電子和工程領(lǐng)域有迫切的市場(chǎng)需求，技術(shù)難度小、工藝相對(duì)成熟，有快速進(jìn)入市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。

（3）石墨烯導(dǎo)電塑料和油墨

石墨烯可作為新型導(dǎo)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(dǎo)電漿料或油墨，通過改變石墨烯的填充比例，可調(diào)節(jié)導(dǎo)電油墨的電阻率和附著性能。美國(guó)Vorbek材料公司的石墨烯導(dǎo)電油墨已經(jīng)在物聯(lián)網(wǎng)隱形條形碼技術(shù)中開始應(yīng)用。我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)巨大，前景誘人，以添加石墨烯為主的導(dǎo)電塑料可以在防靜電應(yīng)用領(lǐng)域得到大力推廣，工藝簡(jiǎn)便、成本低廉、效果明顯。