石墨烯的應用領域

1、第二章第二章石墨烯應用領域石墨烯應用領域石墨烯因其獨特的電學性能、力學性能、熱性能、光學性能和高比表面積，近年來受到化學、物理、材料、能源、環(huán)境等領域的極大重視，應用前景廣闊，被公認為21世紀的“未來材料”和“革命性材料”。具體在五個應用領域：一是儲能領域。石墨烯可用于制造超級電容器、超級鋰電池等。二是光電器件領域。石墨烯可用于制造太陽能電池、晶體管、電腦芯片、觸摸屏、電子紙等。三是材料領域。石墨烯可作為新的添加劑，用于制造新型涂料以及

2、制作防靜電材料。四是生物醫(yī)藥領域。石墨烯良好的阻隔性能和生物相容性，可用于藥物載體、生物診斷、熒光成像、生物監(jiān)測等。五是散熱領域。石墨烯散熱薄膜可廣泛應用于超薄大功耗電子產品，比如當前全球熱銷的智能手機、IPAD電腦、半導體照明和液晶電視等。中國科學院預計，到2024年前后，石墨烯器件有望替代互補金屬氧化物半導體（CMOS）器件，在納米電子器件、光電化學電池、超輕型飛機材料等研究領域得到應用。目前，全球范圍內僅電子行業(yè)每年需消耗大約25

3、00噸半導體晶硅，純石墨烯的市場價格約為人民幣1000元g，其若能替代晶硅市場份額的10%，就可以獲得5000億元以上的經濟利益；全球每年對負極材料的需求量在2.5萬噸以上，并保持了20%以上的增長，石墨烯若能作為負極材料獲得鋰離子電池市場份額的10%，就可以獲得2500噸的市場規(guī)模?？梢?，石墨烯具有廣闊的應用空間和巨大的經濟效益。所謂石墨烯電池并非整個電池都用石墨烯材料制作，而是在電池的電極使用石墨烯材料。在理論上石墨烯電極可能有超過

4、石墨兩倍的比容量。另外，如果將石墨烯和炭黑混合后作為導電添加劑加入鋰電池可以有效降低電池內阻，提升電池倍率充放電性能和循環(huán)壽命，而且電池的彎折對充放電性能沒有影響，因此電極采用石墨烯材料后，使電池具備高充放電速率是石墨烯電池具備快速充電的原因。在鋰電池中應用，石墨烯的主要功能包括兩個：一是導電劑，二是電極嵌鋰材料。以上兩點應用都是在和傳統(tǒng)的導電碳石墨競爭。目前石墨烯在鋰電池中的添加形式主要有三種：導電添加劑、電極復合材料、直接作為負極材