石墨烯的未來(lái)始于這五個(gè)領(lǐng)域

領(lǐng)域一:導(dǎo)電油墨

導(dǎo)電油墨是由導(dǎo)電材料制成，具有一定的導(dǎo)電質(zhì)量，可作為印刷的導(dǎo)電點(diǎn)或?qū)щ娋€。近年來(lái)，它已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、玩具、薄膜開(kāi)關(guān)、太陽(yáng)能電池、遠(yuǎn)紅外加熱膜和rfid技術(shù)等領(lǐng)域。幾十年來(lái)，導(dǎo)電墨水的最大下游一直是太陽(yáng)能電池和顯示設(shè)備。未來(lái)的應(yīng)用包括觸摸傳感器及其電極、RFID和電子紙也將繼續(xù)增長(zhǎng)。

石墨烯導(dǎo)電油墨具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。導(dǎo)電油墨是一種經(jīng)印刷燒結(jié)后具有導(dǎo)電性能的填充復(fù)合材料。在油墨中使用石墨烯主要有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):一是兼容性強(qiáng)，石墨烯油墨可印刷在多種基材上，如塑料薄膜、紙張和金屬箔;二是性價(jià)比高，與現(xiàn)有納米金屬導(dǎo)電油墨相比，石墨烯油墨具有更大的成本優(yōu)勢(shì)。

由于石墨烯的良好性能，其制成的油墨具有低電阻、強(qiáng)導(dǎo)電性和高光學(xué)透明度的特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于各種導(dǎo)電電路、傳感器、射頻識(shí)別系統(tǒng)、智能包裝、醫(yī)療監(jiān)控等電子產(chǎn)品。2015年，導(dǎo)電油墨產(chǎn)量達(dá)到80萬(wàn)噸。到2015年，導(dǎo)電油墨的產(chǎn)量有望達(dá)到130萬(wàn)噸。隨著石墨烯生產(chǎn)技術(shù)的成熟和成本的降低，石墨烯導(dǎo)電油墨將逐步占據(jù)市場(chǎng)份額。預(yù)計(jì)到2020年石墨烯在導(dǎo)電油墨領(lǐng)域的應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2億元。

領(lǐng)域二:防腐涂料

目前，我國(guó)防腐涂料消費(fèi)量近180萬(wàn)噸，占世界防腐涂料總消費(fèi)量的40%以上。我國(guó)的防腐涂料需求主要集中在船舶、石化、橋梁、集裝箱等領(lǐng)域。在涂層中加入石墨烯，石墨烯可以形成穩(wěn)定的導(dǎo)電網(wǎng)格，有效提高了鋅粉的利用率。從實(shí)際效果看，加入5%左右的石墨烯粉可減少鋅粉使用量50%。同時(shí)，石墨烯涂層可在金屬表面與活性介質(zhì)之間形成物理屏障層，對(duì)基體材料起到良好的保護(hù)作用。

近年來(lái)，石油化工、鐵路運(yùn)輸、新能源、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等行業(yè)蓬勃發(fā)展，為防腐涂料提供了廣闊的市場(chǎng)空間。2015年3月20日，中國(guó)新型石墨烯防腐涂料在江蘇道森新材料有限公司成功研發(fā)成功，并已應(yīng)用于海升塔筒防腐。近年來(lái)，許多企業(yè)開(kāi)發(fā)了相關(guān)產(chǎn)品并應(yīng)用于各種防腐領(lǐng)域。未來(lái)，石油化工、鐵路運(yùn)輸、新能源、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將蓬勃發(fā)展，為防腐涂料提供廣闊的市場(chǎng)空間。到2020年，石墨烯在防腐涂料中的市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模有望達(dá)到5億至8億元人民幣。

區(qū)域三:散熱材料

電子和光子器件的散熱是影響電子技術(shù)發(fā)展的主要問(wèn)題。目前，市場(chǎng)上的電子產(chǎn)品散熱器主要是石墨散熱器。但石墨烯導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于石墨片，其導(dǎo)熱速度快，可折疊性好。導(dǎo)熱纖維、導(dǎo)熱塑料等優(yōu)異的導(dǎo)熱材料技術(shù)難度低，技術(shù)相對(duì)成熟，有機(jī)會(huì)快速進(jìn)入市場(chǎng)。特別是在智能手機(jī)領(lǐng)域，未來(lái)對(duì)手機(jī)的要求是輕薄、便攜、可折疊，因此石墨烯導(dǎo)熱膜具有很大的優(yōu)勢(shì)。預(yù)計(jì)未來(lái)，利用石墨烯散熱膜進(jìn)行散熱的散熱元件將占電子產(chǎn)品和LED產(chǎn)品總市場(chǎng)的10%，將為石墨烯散熱膜帶來(lái)約15 - 20億的市場(chǎng)空間。      領(lǐng)域4:鋰電池

石墨烯廣泛應(yīng)用于鋰離子電池。目前，它已作為一種導(dǎo)電添加劑在正極材料中商業(yè)化，以提高電極材料的電導(dǎo)率，提高倍增器的性能和循環(huán)壽命。目前較為成熟的應(yīng)用是制備導(dǎo)電石墨烯糊劑，用于磷化鐵及其他等級(jí)材料的涂覆。目前，正極涂料主要有石墨涂料、碳納米管涂料等。隨著石墨烯粉、石墨烯微粉的量產(chǎn)和成本的不斷降低，石墨烯漿料將表現(xiàn)出更好的涂覆性能。隨著鋰電池的發(fā)展，石墨烯糊劑將穩(wěn)步上升。鋰離子電池主要應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、攝像機(jī)等便攜式電子設(shè)備，并積極拓展到電動(dòng)汽車等新能源汽車領(lǐng)域，具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展前景。

由于石墨烯具有許多改善電池性能的功能，對(duì)動(dòng)力電池性能要求的不斷提高必將推動(dòng)石墨烯在電池領(lǐng)域的發(fā)展。同時(shí)，石墨烯電池產(chǎn)業(yè)的規(guī)模有望充分受益于動(dòng)力電池的容量，并分享新能源汽車產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)。

域5:超級(jí)電容

石墨烯具有高導(dǎo)電性，比表面大，化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。它更有效地釋放表面和促進(jìn)電子的穿透和運(yùn)輸。因此，它更適合作為超級(jí)電容器電極材料。目前，我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了石墨烯超級(jí)電容器的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)石墨烯超級(jí)電容器的生產(chǎn)在技術(shù)上是有可能的。

據(jù)IDTechEx稱，全球超級(jí)電容器市場(chǎng)將從2013年的8億美元增長(zhǎng)到2018年的31.3億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為30.2%。和石墨烯超級(jí)電容器工業(yè)化也在推進(jìn):在國(guó)內(nèi),中國(guó)汽車研發(fā)的法拉利12000 v /石墨烯/活性炭復(fù)合電極的超級(jí)電容器和2.8 v / 30000法拉利石墨烯納米混合超級(jí)電容器贏得了中國(guó)工程院評(píng)估,整體技術(shù)達(dá)到世界最高水平的超級(jí)電容單體。預(yù)計(jì)2016年中國(guó)超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)30億元，2020年中國(guó)超級(jí)電容器市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)60億元。石墨烯在超電容器市場(chǎng)的潛在應(yīng)用價(jià)值在3億至5億元之間。