石墨烯强势崛起!“材料之王”引发电子工业革命

据报道,继华为Mate20X首次应用石墨烯薄膜后,华为首款采用超厚3D石墨烯散热技术的国产5G平板电脑MatePadPro 5G近日发布。

该技术以石墨烯为原料,采用多层石墨烯堆叠而成的高取向导热薄膜。它具有机械性能好、导热系数高、重量轻、材料薄、柔韧性好等特点。

值得一提的是,华为近期投资常州孚恩科技,进一步布局石墨烯技术。后者现有产品包括华为、Honor手机使用的石墨烯导热膜、石墨烯导热片、石墨烯泡沫膜。石墨烯液体冷却溶液是由Fuene Technology提供的材料。

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手机散热性能的提高为导热材料的发展提供了契机。手机的散热方案有很多种,包括石墨片、石墨膜、金属背板、导热凝胶、液冷技术(蒸汽室)等等。以后会考虑各种组合,或者开发更可行的方法。

随着5G手机换代浪潮和基站建设高峰的到来,石墨烯有望在电子设备散热解决方案中快速拓展应用。

在产业化方面,石墨烯在战略前沿材料中发挥着重要作用。石墨烯目前正处于规模化前夜,业内预计石墨烯的工业应用有望大幅加速。中国计划实现石墨烯产业发展目标,到2020年产业规模达到百亿,到2025年整体产业规模达到6543.8+0000亿。

石墨烯是从石墨材料上剥离下来的二维晶体,由只有一个原子厚度的碳原子组成。石墨烯由于其特殊的结构,具有优异的力学性能、电磁性能、热学性能、透光率和磁导率,使其成为材料科学的研究热点,在许多领域具有应用前景。

石墨烯是目前世界上最薄的材料(0.34nm),也是最强的材料,强度高达130GPa,弹性极佳,可以拉伸到自身尺寸的120%。

石墨烯具有很强的导热性。单层石墨烯的热导率可以达到5000 W/m·K,是室温下纯金刚石的3倍,是金属铜的12倍。石墨烯还具有优异的透光性,光子透过率高达97.4%,理论比表面积高达2630 m2·g-1。

石墨烯产业联盟数据显示,在专利技术来源方面,中国的石墨烯专利优先级最高,占比66.6%,其次是韩国、美国和日本,占比分别为12.3%、9.7%和3.1%。。中国的石墨烯专利已经遥遥领先于其他国家/地区。

石墨烯的上游包括石墨等资源、设备和系统。下游应用包括导热性、导电性、柔性显示屏和油墨涂层。在中间流程中,石墨烯粉末和石墨烯薄膜有两种产品形态。

国内政策出台的速度和覆盖面越来越大,吸引了大量产业资本继续投入石墨烯相关研究和商业应用。目前国内已经建立了很多石墨烯产业园和石墨烯联盟。

常州、宁波、青岛、重庆、无锡等地已率先建立石墨烯产业园,江苏、内蒙古、山东等地也成立了石墨烯联盟,有利于进一步整合上下游资源,完善产业链。石墨烯创新体系促进了石墨烯产业的发展,也有利于国家宏观调控。

与此同时,国内各种优秀的石墨烯公司也在不断涌现。虽然高端产品由于成本和技术问题很难在短时间内实现大规模突破,但一些低端产品已经在一些公司实现了商业化。

国内厂商青岛浩鑫、天耐科技的主要产品有石墨烯、碳纳米管导电剂。第六元素的主要产品是石墨烯粉末和石墨烯薄膜,三顺纳米和方得纳米的主要产品是碳纳米管导电剂。

青岛浩鑫的主要客户有比亚迪、郭萱高科、东莞新泰通、江西xi安驰、芜湖天一等。天耐科技的客户有宁德时代、比亚迪等;第六大客户为道鹏科技、爱望新材料、华旗电子。德国纳米的主要客户有宁德时代、湖北金泉、比亚迪、航天动力、赣锋锂电池等公司。

自2012新材料产业“十二五”发展规划以来,我国逐步采取各种优惠政策推动石墨烯产业化,新的“十三五”规划也已出台。材料也以石墨烯为主导产业。随着石墨烯产业化方向的逐步明确,石墨烯已经成为我国未来重点发展的产业之一。