2016年以來,石墨烯概念股如東旭光電、華麗家族、方大炭素、中泰化學等備受資本追捧。國內外各大鋰電企業有關石墨烯項目布局,有的選擇石墨烯導電劑技術研發,有的走向石墨烯復合正負極材料之路。這其中,不乏號稱已經生產出“石墨烯電池”的鋰電企業。石墨烯火熱的背后,具體應用領域潛力如何?都有哪些助推的洪荒之力。
一、國家政策鼓勵支持石墨烯產業發展
近年來,國家出臺多項政策,鼓勵支持石墨烯產業發展。國家各部委不斷出臺指導意見和規劃文件,明確了對石墨烯材料的支持與發展要求。
二、石墨烯的技術研究進入快速發展軌道
從石墨烯相關專利申請趨勢看,其相關專利的申請在上個世紀末就已出現,但隨后發展較為緩慢。直到2008年后,專利申請數量才開始出現實質性的大幅增長。特別是在安德烈·K·海姆教授和科斯佳·諾沃謝洛夫研究員因對石墨烯的研究共同獲得2010年諾貝爾物理學獎以后,全球石墨烯專利申請數量開始急劇增長,其中,2014年全球石墨烯相關專利的申請數量就高達5047件,表明石墨烯的相關技術研究進入快速發展軌道。
根據石墨烯相關專利歷年的申請情況,結合每年專利發明人數量,2008年以前為石墨烯研發技術的萌芽階段,2008年至2015年為技術的成長階段,而2015年之后石墨烯研發生產及應用技術開始趨向于成熟,即成熟階段初期,這個階段石墨烯開始逐步小規模生產,但是,其生產及應用技術仍有待于進一步突破。
三、石墨烯應用需求多樣化,引領多領域劃時代的變革
石墨烯是由碳原子組成的六角型呈蜂巢晶格材料,單層石墨烯薄膜只有一個碳原子厚度,是目前已知的最薄的一種新材料,具有極高的比表面積、超強的導電性和強度以及透明度等優點。石墨烯同時具備透光性好、導熱系數高、電子遷移率高、電阻率低、機械強度高等眾多普通材料所不具備的性能,未來有望在電子、儲能、催化劑、傳感器、光電透明薄膜、超強復合材料以及生物醫療等眾多領域應用,可以說是未來最有前景的先進材料之一,引領多領域劃時代的變革。
《中國制造2025》提出:明確要求高度關注顛覆性新材料對傳統材料的影響,做好超導材料、納米材料、石墨烯、生物基材料等戰略前沿材料提前布局和研制,加快基礎材料升級換代。《《中國制造2025》重點領域技術路線圖(2015年版)》中稱,石墨烯產業“2020年形成百億產業規模,2025年整體產業規模突破千億”的發展目標。
1、導電油墨:石墨烯導電油墨具備成本優勢
導電油墨是用導電材料制成的油墨,具有一定程度導電質,可作為印刷導電點或導電線路之用。將近年來在手機、玩具、薄膜開關、太陽能電池、遠紅外發熱膜以及射頻識別技術等行業中應用越來越廣泛。過去數十年來,導電油墨最大的下游是太陽能電池以及顯示器件。未來包括觸摸傳感器及其電極、RFID以及電子紙張的應用也將同時保持增長。
石墨烯導電油墨強大優勢,發展前景看好。導電油墨屬于填充型復合材料,是印刷與燒結處理后具有導電性能的油墨。石墨烯應用在油墨的優勢主要有兩點:一是兼容性強,石墨烯油墨可在塑料薄膜、紙張及金屬箔片等多種基材上實現印刷;二是性價比高,與現有的納米金屬導電油墨相比,石墨烯油墨具有較大的成本優勢。
由于石墨烯的良好性能,其制成的油墨具有電阻小、導電性強以及光學透明性高等特點,在各類導電線路以及傳感器、無線射頻識別系統、智能包裝、醫學監視器等電子產品中有廣泛應用。中商產業研究院最新發布的《2016-2021年中國石墨烯行業調研分析及市場預測報告》數據顯示:2015年導電油墨的產量也已達到80萬噸。預計到2015年導電油墨產量將達到130萬噸,隨著石墨烯的生產技術成熟、成本降低,石墨烯導電油墨將逐漸占據市場份額。預計到2020年導電油墨領域石墨烯應用市場規模達到2億元。
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