近十年來(lái)，有關(guān)石墨烯的研究炙手可熱，石墨烯也因其在能源、生物技術(shù)、航天航空等領(lǐng)域具有極其廣泛的應用前景而被認為是“具有革命性意義的材料”、“二十一世紀的材料之王”。有專(zhuān)家預計，未來(lái)5至10年，全球石墨烯產(chǎn)業(yè)規模將超過(guò)1000億美元。
石墨烯具有眾多優(yōu)良的特點(diǎn)，如載流子遷移率高、電流密度大、強度高、導熱率高、超薄超輕超硬，同時(shí)具有高性能傳感器、可強化電子輸送、催化劑、吸氫、雙極半導體、無(wú)散熱傳輸等功能。由于石墨烯的性能優(yōu)良、功能眾多而被廣泛應用到鋰電子電池、超級電容、導電油墨、觸摸屏、軟性電子、散熱、涂料、傳感器等領(lǐng)域，此外，在高頻電子、環(huán)保、光電、聚合物、海水淡化、太陽(yáng)能電池、燃料電池、催化劑、建筑材料等領(lǐng)域，也能發(fā)現石墨烯的身影。
有專(zhuān)家預計，未來(lái)幾年內，石墨烯將主要用于“導電油墨”、“防腐涂料”、“散熱材料”、“鋰電池”、“超級電容”等五大領(lǐng)域。
1、導電油墨
導電油墨是用導電材料制成的油墨，具有一定程度導電質(zhì)，可作為印刷導電點(diǎn)或導電線(xiàn)路之用。近年來(lái)在手機、玩具、薄膜開(kāi)關(guān)、太陽(yáng)能電池、遠紅外發(fā)熱膜以及射頻識別技術(shù)等行業(yè)中應用越來(lái)越廣泛。過(guò)去數十年，導電油墨最大的下游是太陽(yáng)能電池以及顯示器件。未來(lái)包括觸摸傳感器及其電極、RFID以及電子紙張的應用也將同時(shí)保持增長(cháng)。
石墨烯導電油墨具有強大優(yōu)勢，發(fā)展前景看好。導電油墨屬于填充型復合材料，是印刷與燒結處理后具有導電性能的油墨。石墨烯應用在油墨的優(yōu)勢主要有兩點(diǎn)：一是兼容性強，石墨烯油墨可在塑料薄膜、紙張及金屬箔片等多種基材上實(shí)現印刷；二是性?xún)r(jià)比高，與現有的納米金屬導電油墨相比，石墨烯油墨具有較大的成本優(yōu)勢。
由于石墨烯的良好性能，其制成的油墨具有電阻小、導電性強以及光學(xué)透明性高等特點(diǎn)，在各類(lèi)導電線(xiàn)路以及傳感器、無(wú)線(xiàn)射頻識別系統、智能包裝、醫學(xué)監視器等電子產(chǎn)品中有廣泛應用。2015年導電油墨的產(chǎn)量也已達到80萬(wàn)噸。預計到2015年導電油墨產(chǎn)量將達到130萬(wàn)噸，隨著(zhù)石墨烯的生產(chǎn)技術(shù)成熟、成本降低，石墨烯導電油墨將逐漸占據市場(chǎng)份額。預計到2020年導電油墨領(lǐng)域石墨烯應用市場(chǎng)規模達到2億元。
 2、防腐涂料
目前國內防腐涂料消費量近180萬(wàn)噸，占世界防腐涂料總消費量的40%以上。我國防腐涂料需求主要集中在船舶、石油化工、橋梁、集裝箱等領(lǐng)域。涂料中添加石墨烯后，石墨烯能夠形成穩定的導電網(wǎng)格，有效提高鋅粉的利用率，從實(shí)際效果來(lái)看，添加約5%的石墨烯粉，可減少50%鋅粉的使用量。同時(shí)，石墨烯涂層能在金屬表而與活性介質(zhì)之間形成物理阻隔層，對基底材料起到良好的防護作用。
近年石油化工、鐵路交通、新能源、基礎設施建設等更是蓬勃發(fā)展，為防腐涂料提供了廣闊的市場(chǎng)空間。我國石墨烯新型防腐涂料，已于2015年3月20日在江蘇道森新材料有限公司成功研發(fā)，并已應用于海上風(fēng)電塔筒的防腐，近來(lái)已有很多企業(yè)均開(kāi)發(fā)出相關(guān)產(chǎn)品并在各類(lèi)防腐領(lǐng)域應用。未來(lái)石油化工、鐵路交通、新能源、基礎設施建設等更是蓬勃發(fā)展，為防腐涂料提供了廣闊的市場(chǎng)空間。預計到2020年防腐涂料領(lǐng)域石墨烯應用市場(chǎng)規模達到5~8億元。
3、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，手機、電腦、微型電路等設備的散熱主要通過(guò)各類(lèi)散熱片來(lái)解決。目前，市場(chǎng)中的電子產(chǎn)品的散熱片主要是石墨散熱片。但是，石墨烯導熱片的導熱快、可折疊等性能要遠遠優(yōu)于石墨片，極佳的散熱材料如熱導纖維、熱導塑料等，并且技術(shù)難度小、工藝相對成熟，存在快速進(jìn)入市場(chǎng)的機會(huì )。尤其在智能手機領(lǐng)域，手機要求輕薄、便攜，未來(lái)要求可折疊，因此石墨烯導熱膜具有極大優(yōu)勢。預估未來(lái)采用石墨烯散熱膜進(jìn)行散熱的散熱組件占總電子產(chǎn)品及LED產(chǎn)品市場(chǎng)的10%，即可為石墨烯散熱膜帶來(lái)15-20億左右的市場(chǎng)空間。
4、鋰電池
石墨烯在鋰離子電池中的應用比較多元化，目前已經(jīng)實(shí)現商業(yè)化的是用在正極材料中作為導電添加劑，來(lái)改善電極材料的導電性能，提高倍率性能和循環(huán)壽命。目前比較成熟的應用是將石墨烯制成導電漿料用于包覆磷酸鐵鏗等正級材料。正極用包覆漿料目前主要包括石墨漿料、碳納米管漿料等，隨著(zhù)石墨烯粉體、石墨烯微片粉體量產(chǎn)、成本持續降低的情況下，石墨烯漿料將呈現更好的包覆性能。石墨烯漿料將隨鋰電池增長(cháng)而穩步上升。鋰離子電池主要應用于手機、筆記本電腦、攝像機等便攜式電子器件等方面，并積極地向電動(dòng)力汽車(chē)等新能源汽車(chē)領(lǐng)域擴展，具有長(cháng)期發(fā)展前景。
由于石墨烯對于電池性能有諸多提升作用，對動(dòng)力電池性能要求的不斷提升必將拉動(dòng)石墨烯在電池領(lǐng)域的發(fā)展。同時(shí)石墨烯電池行業(yè)規模有望充分受益于動(dòng)力電池的放量，分享新能源汽車(chē)行業(yè)的增長(cháng)。
 5、超級電容
石墨烯的電導率高、比表而積大、且化學(xué)結構穩定，表而更有效的釋放，有利于電子的滲透和運輸，更加適合作為超級電容器電極材料。目前，我國已經(jīng)實(shí)現石墨烯超級電容器的投產(chǎn)，技術(shù)上已經(jīng)完全可以實(shí)現石墨烯超級電容器的生產(chǎn)。
根據美國IDTechEx公司報告，全球超級電容器市場(chǎng)將從2013年的8億美元增長(cháng)到2018年的31.3億美元，年復合增長(cháng)率達到30.2%。而石墨烯基超級電容器的產(chǎn)業(yè)化也在不斷推進(jìn)：在國內，中國中車(chē)研發(fā)的3伏/12000法拉石墨烯/活性碳復合電極超級電容和2.8伏/30000法拉石墨烯納米混合型超級電容已經(jīng)獲得中國工程院鑒定，整體技術(shù)達到目前世界超級電容單體的最高水平。根據測算，2016年中國超級電容器市場(chǎng)規模將突破30億元，預計2020年中國超級電容器市場(chǎng)規模將超過(guò)60億元。石墨烯在超級電容市場(chǎng)潛在應用規模達到3~5億元。
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