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华为Mate8全新石墨烯电池亮相 石墨烯等新材料产业将迎发展热潮

装备来源:中商情报网时间:2015年11月27日 11:56 编辑:中商情报网

11月26日,华为发布最新旗舰手机Mate8,其采用的全新石墨电池备受关注。此前华为已在日本展示了此项运用石墨烯电池特性快充的技术,5分钟即可将3000mAh电池电量充至48%。石墨烯概念股再次成为资本市场上的“香饽饽”,新华锦、乐通股份、方大炭素封涨停。

实际上,2015年整个石墨烯行业已经轰轰烈烈,甚至2015年被看作石墨烯商业化的元年。安信证券电子行业分析师认为,华为这款手机采用的是改良聚合物技术,因为采用TI快速充电芯片,达到石墨烯充电性能,因此最大亮点是快速充电,而不是石墨烯材料。当然,以石墨烯、碳纤维为代表的新材料产业是未来发展趋势,3-5年后中国各领域会出现一批新材料优秀公司。

“万能材料”石墨烯

10月29日,来自英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆在中国青岛举办的“2015中国国际石墨烯创新大会”上受到明星一般的欢迎。他如今与“万能材料”石墨烯一样出名。就在此前的10月23日,中国国家主席习近平参观了盖姆所在的曼彻斯特大学国家石墨烯研究院。当天上午,华为宣布与曼彻斯特大学进行共同开发ICT领域的下一代高性能技术的合作研究,研究如何将石墨烯领域的突破性成果应用于消费电子产品和移动通信设备。华为创始人任正非此前多次谈到石墨烯,提出“将来最大的颠覆是石墨烯时代,将颠覆硅时代”,并认为未来10年至20年内将爆发一场技术革命。

什么是石墨烯?为何它引起各国大力投入?石墨烯是由单层碳原子层构成的蜂窝状晶格二维原子晶体,理论厚度仅0.34纳米,具有优良的导热性能、力学性能、较高的电子迁移率等特性。这些特殊而优异的性能,使得许多科学家在寻找其商业化突破,希望应用到日常生活当中。例如,人们每天接触到的智能手机,有一块既能导电又非常透明的触摸屏。石墨烯就具备这样特性,导电性极好而且几乎透明,其强度和柔韧性比目前的透明电极材料氧化铟锡更好,今后将用于手机屏。

2004年,安德烈·盖姆等两位英国物理学家成功从石墨中分离得到石墨烯,并因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。当时安德烈·盖姆反复用透明胶带粘在石墨上,然后一遍又一遍撕胶布,直到胶带上的石墨越来越薄,到了一个原子的厚度,获得了单层石墨即石墨烯,固定在石英片上。这个制备单层石墨烯的过程成为趣谈,在石墨烯中,六边形的原子结构清晰可见。

作为材料界的新星,石墨烯是目前已知室温下最好的导电和导热材料,是人类已知强度最高的物质,具备极高的透光性和极大的比表面积。优异的性能使得它在多个领域具备变革潜力,已经有所建树的包括散热材料、柔性触摸面板、微型传感器、二次电池、芯片材料等等。它不仅有望使锂电池功效倍增,更有望替代硅,制造未来新一代超级计算机。有人把石墨烯喻为人类在21世纪最重要的材料。用它可给手机、电动车快速充电,同时续航时间长。而且,石墨烯强度极高,将秒杀钢铁等材料。已经有人脑洞大开,准备未来用石墨烯修建通往太空的轨道。

前景光明但真正应用尚有限

理论上石墨烯前景光明,但目前真正应用的还较有限。20多年前碳纳米管也被报道称有很多现实应用,但到今天几乎没有商业化途径。现在人们将注意力转向石墨烯,毕竟其性能更优异,但需要克服的障碍也很多,大规模制造和商业化为时尚早。

尽管现在石墨烯产业遍地开花,但鱼龙混杂,一方面跟真正的石墨烯薄关系并不十分密切的石墨矿资源受到热捧,另一方面纯粹炒作石墨烯概念的产品也层出不穷。专家称,中国石墨烯的产业化走在世界前列,但基础研究没有跟上。国外从研发到产业化主要由大企业如三星、索尼、IBM等主导,而国内主要是科研院所、大专院校,往往与应用脱节。国家工信部原材料工业司司长周长益上月底透露,包括石墨烯产业在内的国家新材料产业发展“十三五”规划正在编制并即将出台。他说,工信部正会同有关部门拟定加快石墨烯产业创新发展的若干意见,指导建立石墨烯产业发展联盟,积极组建石墨烯产业联合创新中心,加大对行业发展的服务。

海通证券高级分析师施毅指出,目前液相氧化还原法是石墨烯量产的主要制备方法,制备的石墨烯价格可降至10元/克以下,成品多为粉材、浆料,可间接成膜,适合中低端应用。化学气相沉积法可直接制备石墨烯薄膜,质量更高,性能更好,但价格非常昂贵。未来若技术进步、需求放大带动规模效应,成本有望快速降低。

“石墨烯是跟碳纤维、纳米管类似的新材料,关键是看用在哪里。”不少专业人士认为,现在国内很多企业打着石墨烯的旗号,或者炒作股票,或者争取国家基金,真正做石墨烯并且能赚钱的企业很少。喧闹的背后,一些商业应用依然是对现有材料有限改进,并没有质的提升,而用石墨烯替代硅、制造“超级计算机”的梦想还遥不可及,即使在柔性显示、微电子器件中的应用,也需要一定时间。

概念股股价“水涨船高”

全球石墨已探明储量的72%在中国,这使得中国在大规模、低成本石墨烯制备方面占有先机。同时,中国石墨烯领域的科技论文数量及专利申请数量均高居世界首位,是世界上石墨烯研究开发领域最活跃的国家之一。根据《中国制造2025》重点领域技术路线图,中国石墨烯产业未来十年的发展路径也得到明确,总体目标是2020年形成百亿产业规模,2025年整体产业规模突破千亿。(来源:新闻晨报)

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