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華為Mate8全新石墨烯電池亮相 石墨烯等新材料產業將迎發展熱潮

裝備來源:中商情報網時間:2015年11月27日 11:56 編輯:中商情報網

11月26日,華為發布最新旗艦手機Mate8,其采用的全新石墨電池備受關注。此前華為已在日本展示了此項運用石墨烯電池特性快充的技術,5分鐘即可將3000mAh電池電量充至48%。石墨烯概念股再次成為資本市場上的“香餑餑”,新華錦、樂通股份、方大炭素封漲停。

實際上,2015年整個石墨烯行業已經轟轟烈烈,甚至2015年被看作石墨烯商業化的元年。安信證券電子行業分析師認為,華為這款手機采用的是改良聚合物技術,因為采用TI快速充電芯片,達到石墨烯充電性能,因此最大亮點是快速充電,而不是石墨烯材料。當然,以石墨烯、碳纖維為代表的新材料產業是未來發展趨勢,3-5年后中國各領域會出現一批新材料優秀公司。

“萬能材料”石墨烯

10月29日,來自英國曼徹斯特大學的安德烈·蓋姆在中國青島舉辦的“2015中國國際石墨烯創新大會”上受到明星一般的歡迎。他如今與“萬能材料”石墨烯一樣出名。就在此前的10月23日,中國國家主席習近平參觀了蓋姆所在的曼徹斯特大學國家石墨烯研究院。當天上午,華為宣布與曼徹斯特大學進行共同開發ICT領域的下一代高性能技術的合作研究,研究如何將石墨烯領域的突破性成果應用于消費電子產品和移動通信設備。華為創始人任正非此前多次談到石墨烯,提出“將來最大的顛覆是石墨烯時代,將顛覆硅時代”,并認為未來10年至20年內將爆發一場技術革命。

什么是石墨烯?為何它引起各國大力投入?石墨烯是由單層碳原子層構成的蜂窩狀晶格二維原子晶體,理論厚度僅0.34納米,具有優良的導熱性能、力學性能、較高的電子遷移率等特性。這些特殊而優異的性能,使得許多科學家在尋找其商業化突破,希望應用到日常生活當中。例如,人們每天接觸到的智能手機,有一塊既能導電又非常透明的觸摸屏。石墨烯就具備這樣特性,導電性極好而且幾乎透明,其強度和柔韌性比目前的透明電極材料氧化銦錫更好,今后將用于手機屏。

2004年,安德烈·蓋姆等兩位英國物理學家成功從石墨中分離得到石墨烯,并因此榮獲2010年諾貝爾物理學獎。當時安德烈·蓋姆反復用透明膠帶粘在石墨上,然后一遍又一遍撕膠布,直到膠帶上的石墨越來越薄,到了一個原子的厚度,獲得了單層石墨即石墨烯,固定在石英片上。這個制備單層石墨烯的過程成為趣談,在石墨烯中,六邊形的原子結構清晰可見。

作為材料界的新星,石墨烯是目前已知室溫下最好的導電和導熱材料,是人類已知強度最高的物質,具備極高的透光性和極大的比表面積。優異的性能使得它在多個領域具備變革潛力,已經有所建樹的包括散熱材料、柔性觸摸面板、微型傳感器、二次電池、芯片材料等等。它不僅有望使鋰電池功效倍增,更有望替代硅,制造未來新一代超級計算機。有人把石墨烯喻為人類在21世紀最重要的材料。用它可給手機、電動車快速充電,同時續航時間長。而且,石墨烯強度極高,將秒殺鋼鐵等材料。已經有人腦洞大開,準備未來用石墨烯修建通往太空的軌道。

前景光明但真正應用尚有限

理論上石墨烯前景光明,但目前真正應用的還較有限。20多年前碳納米管也被報道稱有很多現實應用,但到今天幾乎沒有商業化途徑。現在人們將注意力轉向石墨烯,畢竟其性能更優異,但需要克服的障礙也很多,大規模制造和商業化為時尚早。

盡管現在石墨烯產業遍地開花,但魚龍混雜,一方面跟真正的石墨烯薄關系并不十分密切的石墨礦資源受到熱捧,另一方面純粹炒作石墨烯概念的產品也層出不窮。專家稱,中國石墨烯的產業化走在世界前列,但基礎研究沒有跟上。國外從研發到產業化主要由大企業如三星、索尼、IBM等主導,而國內主要是科研院所、大專院校,往往與應用脫節。國家工信部原材料工業司司長周長益上月底透露,包括石墨烯產業在內的國家新材料產業發展“十三五”規劃正在編制并即將出臺。他說,工信部正會同有關部門擬定加快石墨烯產業創新發展的若干意見,指導建立石墨烯產業發展聯盟,積極組建石墨烯產業聯合創新中心,加大對行業發展的服務。

海通證券高級分析師施毅指出,目前液相氧化還原法是石墨烯量產的主要制備方法,制備的石墨烯價格可降至10元/克以下,成品多為粉材、漿料,可間接成膜,適合中低端應用。化學氣相沉積法可直接制備石墨烯薄膜,質量更高,性能更好,但價格非常昂貴。未來若技術進步、需求放大帶動規模效應,成本有望快速降低。

“石墨烯是跟碳纖維、納米管類似的新材料,關鍵是看用在哪里。”不少專業人士認為,現在國內很多企業打著石墨烯的旗號,或者炒作股票,或者爭取國家基金,真正做石墨烯并且能賺錢的企業很少。喧鬧的背后,一些商業應用依然是對現有材料有限改進,并沒有質的提升,而用石墨烯替代硅、制造“超級計算機”的夢想還遙不可及,即使在柔性顯示、微電子器件中的應用,也需要一定時間。

概念股股價“水漲船高”

全球石墨已探明儲量的72%在中國,這使得中國在大規模、低成本石墨烯制備方面占有先機。同時,中國石墨烯領域的科技論文數量及專利申請數量均高居世界首位,是世界上石墨烯研究開發領域最活躍的國家之一。根據《中國制造2025》重點領域技術路線圖,中國石墨烯產業未來十年的發展路徑也得到明確,總體目標是2020年形成百億產業規模,2025年整體產業規模突破千億。(來源:新聞晨報)

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