新材料专题报告之石墨烯系列_当石墨烯相逢锂电池_产业化曙光迸发_15页_1mb

报告摘要

石墨烯专题报告总结

核心内容

石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维蜂窝状晶格结构的新型纳米材料，具有优异的电子传导性、导热性、比表面积、力学性能等特性。其在新能源、化工、电子信息、生物医药等领域拥有广泛的应用前景。

主要观点

石墨烯在锂电池中的应用前景广阔
石墨烯可作为锂电池的导电添加剂，有效解决传统导电剂在提升电池能量密度和导电性方面的局限性。通过与锂离子电池电极活性材料颗粒形成二维导电接触，可显著提高电极导电能力，提升电池性能。
石墨烯导电剂市场潜力巨大
按照2014年国内动力电池正极材料出货量17172万吨，年复合增速40%估算，2018年石墨烯导电剂浆料市场空间接近50亿元。预计2018年石墨烯导电剂在锂电导电材料中的用量占比将提升至14%。
石墨烯在柔性电子领域的应用潜力
石墨烯具有高透光性（>97.7%）、高导电性、高柔韧性等特性，是替代ITO透明导电膜的理想材料。其在液晶显示屏和可穿戴设备市场具有广泛的应用前景。
石墨烯的热导性能优越
石墨烯的热导率可达5000-6000 W/(mK)，远高于铜、铝等传统导热材料，因此在散热材料领域具有巨大潜力。
石墨烯在润滑领域的应用初现成效
石墨烯润滑油可显著降低发动机磨损率，延长使用寿命，且换油周期延长，生产成本相近。已有企业实现石墨烯润滑油的产业化。
石墨烯产业化进展迅速
国内多家公司已实现石墨烯的规模化生产与应用，如德尔未来、东旭光电、中泰化学、中国宝安等，它们在石墨烯制备设备、导电膜、导热材料、锂电池等领域均有布局。

关键信息

石墨烯特性
- 电学性能：超高电子迁移率，超低电阻率，高导电性
- 光学性能：透光率高达97.7%
- 热导性能：热导率高达5000-6000 W/(mK)
- 力学性能：高强度、高硬度，具有极好的柔韧性
石墨烯制备工艺
- 微机械剥离法：操作简单，但不适合规模化生产
- 外延生长法：可大面积制备高品质石墨烯，但条件苛刻
- 化学气相沉积法（CVD）：被认为最具产业化潜力
- 氧化石墨还原法：操作简单、成本低，适合大规模生产
- 化学插层法：可规模制备多层石墨烯，结构缺陷少
石墨烯在锂电池中的应用
- 正极材料导电剂：可提升电池放电倍率，降低表面温度，提高容量保持率
- 功能涂层铝箔：可降低电池内阻，提高循环寿命
- 复合负极材料：硅/石墨烯复合材料具有优异的储锂性能和循环性能
石墨烯在柔性电子中的应用
- 替代ITO透明导电膜：提升可穿戴设备人体适配度和使用体验
- 柔性屏技术：已取得技术突破，但需产业协同推进
石墨烯在润滑和散热中的应用
- 润滑油：通过纳米滚珠效应降低磨损率，延长使用寿命
- 散热材料：可用于LED照明、计算机、智能手机、卫星电路等高功率系统的散热
国内石墨烯相关公司
- 东旭光电：通过参股碳源汇谷和旭碳新材，布局石墨烯在锂电池、透明导电膜、散热膜等领域
- 中泰化学：通过增资厦门凯纳公司，布局石墨烯粉体、薄膜、浆料等产品
- 德尔未来：通过并购烯成石墨烯和博昊科技，布局石墨烯制备设备、导热塑料、散热解决方案
- 中国宝安：通过子公司万鑫石墨谷布局石墨烯在电池和超级电容器中的应用
- 第六元素：已建成年产10吨石墨烯粉体生产线，应用于涂料、复合材料、锂电池等
- 二维碳素：已建成年产3万平方米石墨烯透明导电膜生产线，应用于触控模组