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導(dǎo)讀
從2004年首次被合成，2010年獲得諾貝爾獎(jiǎng)到2017年，石墨烯已經(jīng)走過了7個(gè)年頭，在這7年里，石墨烯從神秘的黑科技正逐漸走進(jìn)人們生活。
2017年可以說是石墨烯產(chǎn)業(yè)化的元年，各種石墨烯相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)品如雨后春筍脫穎而出，雖然這其中魚龍混雜，但這是產(chǎn)業(yè)化必經(jīng)的過程。我們?yōu)槟x了2017年比較有代表性的石墨烯相關(guān)應(yīng)用成果，在您看來，哪一個(gè)是當(dāng)之無愧的最具突破性的產(chǎn)業(yè)化成果呢？
1、中天科技石墨烯鋁合金復(fù)合材料工業(yè)化試產(chǎn)
中天科技1月5日晚間發(fā)布公告，由公司牽頭聯(lián)合中科院過程所共同研制的金屬（鋁）基石墨烯復(fù)合材料（下稱復(fù)合材料）近日取得突破性進(jìn)展。該復(fù)合材料在保證實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室性能數(shù)據(jù)的前提下，已在工業(yè)化連鑄連軋生產(chǎn)線上成功試生產(chǎn)，在石墨烯應(yīng)用于金屬領(lǐng)域的發(fā)展道路上邁出了關(guān)鍵一步。
據(jù)悉，該項(xiàng)目在全球范圍內(nèi)首次成功使用工業(yè)化連鑄連軋方法批量制備出了鋁基石墨烯復(fù)合材料桿材，相對(duì)于此前的批次化生產(chǎn)，將具有更高的產(chǎn)能、更低的成本，對(duì)該復(fù)合材料未來的產(chǎn)業(yè)化推廣進(jìn)程具有重要意義。項(xiàng)目實(shí)施過程中，采用針對(duì)性工藝研制的復(fù)合材料，其抗拉強(qiáng)度提升范圍25%~50%，該數(shù)值與實(shí)驗(yàn)室研究階段以及批次化中試階段獲得的數(shù)據(jù)基本一致，達(dá)到國內(nèi)外同類研究成果中的先進(jìn)水平。
據(jù)公司介紹，該項(xiàng)目開發(fā)的獨(dú)特石墨烯添加工藝，不僅有效解決了石墨烯與鋁之間難以浸潤的問題，還實(shí)現(xiàn)了石墨烯在連鑄連軋過程中的在線添加。該技術(shù)的掌握，將不僅為石墨烯在架空導(dǎo)線用鋁材領(lǐng)域的應(yīng)用提供支撐，更可在大多數(shù)鋁及鋁合金材料領(lǐng)域應(yīng)用，結(jié)合其它工藝調(diào)配，使新型復(fù)合材料獲得針對(duì)性更高的性能。例如在交通載具的輕量化發(fā)展過程中，“以鋁代鋼”已成為主要趨勢，在石墨烯的助力下，鋁材用量可以進(jìn)一步減少，實(shí)現(xiàn)更大程度的輕量化，其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益十分顯著。
2、石墨烯打造的全球最輕手表問世
2017年1月16日，在日內(nèi)瓦國際鐘表展上，一款采用石墨烯材料制成的超輕型高性能機(jī)械表RM 50-03驚艷亮相。這款機(jī)械表由曼徹斯特大學(xué)與知名品牌Richard Mille和 McLaren F1合作研發(fā)，將領(lǐng)先的石墨烯技術(shù)與精密工程配合，是目前全球質(zhì)量最輕的手表。
RM 50-03腕表采用獨(dú)特的復(fù)合材料制成，表殼采用石墨烯復(fù)合材料，堅(jiān)固但輕巧以容納精密的表芯。標(biāo)號(hào)為Graph TPT?的石墨烯復(fù)合材料的重量比之前使用的其他材料的重量要小的多。這款表的表帶也添加了石墨烯材料，制作表帶的橡膠材料石墨烯之后，其機(jī)械性能和耐磨性都得到了改善。這款超輕表整體重量只有40克，非常耐用。結(jié)果表明，將石墨烯并入表殼對(duì)使用中的部件的改進(jìn)性能具有重大影響，而且未來還可以進(jìn)一步減輕設(shè)計(jì)的重量。
3、碳世紀(jì)發(fā)布首款5號(hào)石墨烯鋰離子充電電池，可循環(huán)使用3萬次
2月21日，中國最早從事石墨烯技術(shù)研發(fā)的北京碳世紀(jì)科技有限公司召開石墨烯鋰離子五號(hào)充電電池烯儲(chǔ)霸王產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，該款電池是全球首款石墨烯鋰離子五號(hào)充電電池。
與普通5號(hào)干電池、充電電池相比，該款電池優(yōu)勢明顯，可循環(huán)使用3萬次以上，能夠在-45℃~60℃的環(huán)境下使用，這些性能都是普通電池所不能及的。最為重要的是，該款電池能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)，產(chǎn)品發(fā)布也代表了正式投入市場。
烯儲(chǔ)霸王是石墨烯改性的鈦酸鋰負(fù)極鋰電池，磷酸鐵鋰做正極，采用石墨烯包覆的鈦酸鋰材料做為電池負(fù)極（普通鋰電池負(fù)極是碳，普通干電池負(fù)極是鋅片），大大提高了電子導(dǎo)電率，能夠快速充電。石墨烯包覆后的鈦酸鋰和電池中的電解液反應(yīng)時(shí)的產(chǎn)氣率大大降低，有效提高了電池的高溫循環(huán)壽命。
4、正道新能源車驚艷亮相，石墨烯基電池能量密度達(dá)300Wh/kg
3月7日，正道集團(tuán)與賓尼法利納設(shè)計(jì)公司合作開發(fā)的首款新能源豪華轎車——正道H600正式亮相日內(nèi)瓦車展。該車是一輛增程式電動(dòng)車，裝配具有超級(jí)快充功能的動(dòng)力電池，搭載正道集團(tuán)研發(fā)的微型渦輪發(fā)電機(jī)增程器。正道集團(tuán)自主開發(fā)的石墨烯超級(jí)電池儲(chǔ)能密度高達(dá)每公斤300瓦時(shí)，可以承受50C強(qiáng)度的5萬次快速充放電，充電速度和可充電次數(shù)，都是當(dāng)前主流電池技術(shù)的幾倍到幾十倍。
5、哈工大制備出國際首個(gè)高性能石墨烯散熱片
哈爾濱工業(yè)大學(xué)杜善義院士、赫曉東教授、李宜彬教授率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，在國際上首次制備出高性能石墨烯復(fù)合材料散熱片。該團(tuán)隊(duì)利用厚度厘米級(jí)以上，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能一體化的國際獨(dú)家技術(shù)，制備出三維石墨烯基散熱材料，將在散熱領(lǐng)域引發(fā)一場更新?lián)Q代的革命。特別是在解決5G產(chǎn)品散熱瓶頸問題方面，該新產(chǎn)品已通過索尼、華為、中興、聯(lián)想等公司測試，被列為5G交換機(jī)唯一有效散熱方案。
6、海爾發(fā)布新款電紙書，采用石墨烯顯示工藝
在2017中國家電及消費(fèi)電子博覽會(huì)（AWE2017）上，海爾推出了TOPSIR手寫教育電紙書，配備9.7寸電子墨水屏，屏幕采用電容+電磁雙模式觸控，據(jù)稱采用健康護(hù)眼的石墨烯顯示工藝，顯示效果更接近紙張，可有效避免孩子的近視問題。
7、我國研發(fā)出石墨烯水性電磁屏蔽涂料，國防戰(zhàn)略意義深遠(yuǎn)
由于具有輕質(zhì)、耐腐蝕和易加工等優(yōu)點(diǎn)，碳基電磁屏蔽材料在電磁屏蔽方面具有更加突出的應(yīng)用價(jià)值。2017年2月底，由廣東三和化工科技有限公司組織、北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院共同承辦的廣東省重大科技項(xiàng)目《石墨烯/納米鐵氧體基輕質(zhì)寬頻高性能水性電磁屏蔽涂料開發(fā)研究》成功通過廣東省科技廳相關(guān)專家的會(huì)議驗(yàn)收，順利結(jié)題。
據(jù)了解，項(xiàng)目完成將產(chǎn)品推向市場后，有可能替代部分進(jìn)口水性電磁屏蔽涂料產(chǎn)品，使我國電磁屏蔽涂料跟上市場需求，可為國家、企業(yè)節(jié)省大量外匯和資金，同時(shí)在訂貨量和交貨時(shí)間上給予了極大的便利，有利于廠家靈活經(jīng)營和計(jì)劃生產(chǎn)；另外還可推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生良好的社會(huì)效益，對(duì)我國涂料、電子等行業(yè)的發(fā)展和材料本土化具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。
8、寧波材料所利用石墨烯研制出千瓦級(jí)鋁空氣電池
自2013年，寧波材料所動(dòng)力鋰電池工程實(shí)驗(yàn)室部署了金屬空氣電池研究，研究團(tuán)隊(duì)在石墨烯復(fù)合催化劑、新結(jié)構(gòu)空氣陰極、金屬陽極合金化、單電池制備工藝等多方面取得了一系列重要進(jìn)展，其中采用石墨烯復(fù)合錳基氧化物催化劑以及新型石墨烯基高效空氣陰極將單體電池功率密度了提高25%，大幅度提升金屬空氣電池綜合性能。
近日，又成功研制出基于石墨烯空氣陰極的千瓦級(jí)鋁空氣電池發(fā)電系統(tǒng)，該電池系統(tǒng)能量密度高達(dá)510 Wh/kg、容量20 kWh、輸出功率1000 W。通過實(shí)際演示顯示該電池系統(tǒng)可同時(shí)為一臺(tái)電視機(jī)、一臺(tái)電腦、一臺(tái)電風(fēng)扇以及10個(gè)60W照明燈泡同時(shí)供電（見圖3），初步驗(yàn)證了該鋁空氣電池系統(tǒng)的發(fā)電供電能力。據(jù)悉，研究團(tuán)隊(duì)正在積極設(shè)計(jì)開發(fā)用于通訊基站備用電源和電動(dòng)汽車增程器的5kW級(jí)大功率鋁空氣電池系統(tǒng)。
未完（字?jǐn)?shù)限制），請接著看《2017年最具突破性石墨烯產(chǎn)業(yè)化成果，你最看好哪一個(gè)？02》
