石墨烯行业标准制定者

Standard setters for graphene industry

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石墨烯粉体价格趋势

石墨烯粉体技术逐渐成熟

 

随着石墨烯在锂电池、触控屏等领域应用的逐渐兴起,对于产业链上游石墨烯原料的需求日益增加,如何实现石墨烯原料的大规模制备成为业界最关心的问题,也是目前制约石墨烯产业飞速发展的最大瓶颈。

 

从产品形貌来看,目前石墨烯产业化生产主要有两个方向:石墨烯粉体、石墨烯薄膜,其中,石墨烯薄膜通常在1-4层之间,石墨烯粉体则由1-10层不等的石墨烯微片构成(按照中国石墨烯产业技术创新战略联盟的标准:只有达到10个原子层以下的石墨粉体,才能被称为石墨烯粉体)。

石墨烯粉

由于石墨烯膜的工业化生产起点高、技术要求强,一般的企业难以涉足;相对而言,石墨烯粉有很大的操作空间,其潜在下游从导电添加剂、复合材料、散热导热、导电油墨,到储能、海水淡化、防腐材料等等,应用广阔,成为大多数石墨烯企业产业化的首选。

 

石墨烯粉体主要由球磨剥离法、气相液相剥离法和氧化还原法等制备,其中氧化还原法制备的石墨烯粉体层数最少,是最有希望实现石墨烯粉体大规模制备的方法。

 

石墨烯粉体价格下降

 

技术的成熟使得石墨烯粉体价格出现大幅下降,刚制备出石墨烯时,每克最高售价高达3000元-5000元,到2015年石墨烯售价为每吨300万元,同等级产品2016年已降到56万元/吨,合0.56元/克。

 

随着市面上石墨烯粉体生产商数量的增加、企业批量化生产能力的提高、石墨烯粉体生产技术及工艺的升级,再加上前几年“空有产量,没有市场”导致石墨烯粉体市场存量的累积,未来五年内石墨烯粉体价格仍然有较大的下降空间。

 

不过,与“十二五”不同,“十三五”是石墨烯产业化的关键时期,下游应用市场将被逐渐打开,石墨烯粉体的市场需求会快速增加,此外,随着石墨烯产能不断扩张,石墨烯上游原材料上升或也会有所上升,这些因素将共同减缓石墨烯粉体价格下降速度。

石墨烯粉体价格下降

基于这些判断,我们预计“十三五”期间石墨烯粉体价格会继续下降,但是下降幅度会小于“十二五”,到2020年,石墨烯粉体价格约为10万元/吨,相当于年均下降35%。

 

高导电性高比表面积石墨烯粉体研制成功

 

目前,石墨烯粉体规模化制备的技术路线主要基于膨胀石墨剥离法和氧化石墨还原法,但是前者通常得到的是低比表面积的多层石墨片,而后者制备的石墨烯由于残留的氧官能基团和结构缺陷导致低导电性,严重制约了石墨烯的潜在应用。

 

中科院电工研究所采用二氧化碳为原料,金属镁粉为还原剂,纳米氧化镁为模板剂,通过镁粉在二氧化碳气氛中自蔓延燃烧方式,成功制备出富含介孔结构的石墨烯。

 

采用自蔓延高温合成技术制备的石墨烯电导率高达13 000 S/m,综合性能优异,并在离子液体电解液中表现出优越的电化学性能。基于电极材料的比电容高达244 F/g,能量密度高达136 Wh/kg,功率密度高达1 000 kW/kg,循环100万周后,容量保持率仍大于90%。该石墨烯制备方法反应过程耗时短、环境友好、成本低、易于工业化推广,将有力促进石墨烯在超级电容器等储能领域中的应用。

 

石墨烯与纺织物

 

由于石墨烯材料优越特性,使其成为各大行业的“宠儿”。面向民用、普民科技,可以快速实现石墨烯产品化,为消费者带来具有高性价比的应用。石墨烯轻应用是加速其产业化发展,实现石墨烯市场化的重要途径。湖南医家智烯将石墨烯进行材料改性,使石墨烯与纺织物深度结合,大大扩大石墨烯应用范围。石墨烯与纺织物的结合不仅为石墨烯找到了应用的平台,也为纺织企业找到了转型升级的突破口。

湖南医家智烯自主研发的石墨烯材料袜子

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