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“石墨烯在锂离子电池中的应用比较多元化,目前已经实现商业化的是用在正极材料中作为导电剂,来改善电极材料的导电性能,提高倍率性和循环寿命。”刘荣华介绍说,石墨烯在锂离子电池市场上的潜在容量为10亿级别。
刘荣华预计,随着新能源汽车产量的迅猛增长,市场对于导电添加剂的需求也将呈飞速提升态势。预计到2018年,石墨烯导电剂用量将达500吨,其在锂电池导电剂材料中的占比也将逐步提高。以目前导电浆料中的石墨烯来估算,2018年对应的石墨烯导电浆料需求量在1万吨以上。
“石墨烯也将成为理想的锂离子负极材料。”刘荣华分析,硅作为锂离子负极材料,其理论比容量高达4200毫安时/克,但其在充放电过程中体积变化大,造成循环稳定性较差,而用石墨烯包覆硅材料(石墨烯改性硅基材料)能一定程度上缓冲其巨大的体积变化。
按单位电池材料使用百分之一石墨烯(实际用量可能会更高)、50万元/吨的价格计算,石墨烯在锂电池领域每年潜在市场规模为16亿元。
同时,石墨烯薄膜在柔性显示领域开始大展身手。国内已有多家企业实现从柔性屏到多点触控柔性屏的突破。以石墨稀材料技术制作的柔性触摸屏可让不规则或弧形的移动设备实现先进的多点触控功能。乐观估计,2015年石墨烯薄膜潜在市场空间为21.6亿元。
“石墨烯产业化的关键是发挥石墨烯的材料特性,寻找高性价比应用。关于石墨烯产业化,未来石墨烯产业的发展主要取决于下游应用技术和市场开拓进展;而石墨烯应用的关键在于怎么把石墨烯和现有材料体系融合,更大限度地发挥石墨烯的优异性能,取得较高的性价比。”刘荣华说。根据石墨烯的不同特性、技术难度和应用性价比,他总结了以下发展路径——近期,复合材料+触控产品;中期,能源领域+传感器;长期,半导体器件应用。
显然,石墨烯产业化大幕拉开在即。可以预见,以石墨烯新材料应用创新推动传统行业升级将是未来几年的主旋律。
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