石墨烯在锂电行业有哪些应用

在今年苹果发布会结束后，余承东的一句“稳了”让广大观众对华为的秋季发布会多了许多期待，事实上不久前结束的华为新品发布会也的确没有让人失望，但就石墨烯材料的应用来说，就已经甩开了同行一大步。

石墨烯材料有哪些厉害之处？

石墨烯为单层平面碳原子以sp2杂化方式紧密结合在一起形成的二维原子晶体，而国内将十层以内（包括十层）统称为石墨烯材料。此外，业内也将氧化石墨烯、还原氧化石墨烯，以及各种官能化的石墨烯，都归类于石墨烯材料体系。单层石墨烯因其性能更佳、制备难度更高而成为技术突破的难点。

一直以来，手机散热依赖于金属背壳散热，无法像PC或笔记本那样加装风扇散热，这大大制约了手机散热的能力，因为金属背壳的面积是较小的，而金属材料的散热性能也是固定的，而华为Mate 20所采用的石墨烯散热，其材料是一种从石墨材料中剥离出的单碳原子片状材料，由一系列按蜂窝状晶格排列的碳原子组成。

搭载石墨烯导电材料技术的华为Mate20手机

这种特殊的结构使得石墨烯具有比铜更优良的导电性，超过钢100倍的强度，并且能够快速扩散热量。理论研究表明，使用石墨烯做成的散热表面，其散热效果远超过碳纳米管、金属纳米粒子和其他填料。

据了解，早在2016年，华为的日本2012实验室就实现了石墨烯电池技术，只是由于技术不够成熟，以及成本过高的问题，还无法直接用于商用。如今已经是2018年，有爆料称，华为石墨烯基电池有了三大突破，首先是电池正极选用改性的大单晶三元材料，提高材料的热稳定性；其次，在电解液中加入特殊添加剂，除去痕量水，避免电解液的高温分解；此外，由于采用新型材料石墨烯，可实现锂离子电池与环境间的高效散热。

而这次亮相的华为新品发布会上，石墨烯起作用的地方在于导热，而真正应用到手机上的石墨烯电池还技术还没有成熟。

根根相关实验数据，以石墨烯为基础的新型耐高温技术可以将锂离子电池上限使用温度提高10℃，使用寿命是普通锂离子电池的2倍。业内认为，石墨烯电池将成为下一个电池技术的突破方向。机构预测，随着石墨烯制备技术进一步推动规模化应用，5年至10年内市场将进入高速发展期，到2020年市场规模可达到3．85亿美元。

石墨烯在锂电行业有哪些应用？

事实上，石墨烯作为一种材料，目前主要是作为一种添加剂在电池行业使用的。目前石墨烯在锂电池中的添加形式主要有导电添加剂、电极复合材料及直接作为负极材料三种形式。

其中，石墨烯导电添加剂的导电、放电性能远远优于传统导电剂，其在制备过程中不涉及复杂的合成过程，因此可控性较强，难度较低，成功率较高，目前石墨烯导电剂研发技术已经相对成熟。

随着扶持政策不断加码，以及生产成本的下降，我国石墨烯导电剂将迎来规模化生产机遇。

今年工信部等四部委联合发布了《关于加快新材料产业创新发展的指导意见》，要求积极开发前沿材料，包括石墨烯、增材制造材料、智能材料、超材料等基础研究与技术积累。

石墨烯产业联盟数据显示，去年石墨烯导电剂价格为230美元／千克，与碳纳米管导电剂价格大致相同，预计到2020年石墨烯导电剂价格将降至113美元／千克，而碳纳米管价格将维持在200美元／千克的水平，石墨烯导电剂的价格优势将逐步显现。

石墨烯加快产业化将有利于哪些公司？

中国在石墨烯的研究上，并不落后于欧美，而且在产业化的速度上进展很快，目前国内已经有一批公司取得石墨烯技术的核心专利，并开启产业化的步伐。以下四家公司在石墨烯产业化方面做出一些亮眼的成绩

中国宝安：公司通过宝安控股间接持有深圳贝特瑞新能源材料公司51．91％股权，子公司贝特瑞公司在原有石墨技术的基础上，开始了石墨烯的研发和产业化攻关，获得了多项石墨烯制备专利。

方大炭素：公司在高端石墨方面取得多项技术突破。公司发展战略为继续做优做强大规格、超高功率石墨电极和高炉炭块，以项目建设为载体，加快炭素新产品的开发，在核石墨、纳米炭材料、特种石墨、碳纤维、石墨导热片等领域取得突破。

石墨烯材料粉末

碳元科技：是国内开发、制造与销售高导热石墨材料的领先企业，高导热石墨膜广泛应用于华为等品牌热门旗舰机型中。

珈伟股份：石墨烯应用覆盖石墨烯电池导电浆料、石墨烯复合锂电池正负极材料、石墨烯散热功能浆料、石墨烯防腐功能浆料等品类，上半年石墨烯导电浆料已批量向电池厂供货。

编辑视点：鉴于石墨烯优良的性能和未来广阔的应用空间，看好当前有相应技术储备的公司，或与研究机构有广泛合作的公司在产业竞争格局中占据有利地位。