石墨烯的应用领域.pdf

.. .. .. 第二章 石墨烯应用领域 石墨烯因其独特的电学性能 、力学性能 、热性能 、光学性能和高比表 面积 ，近年来受到化学 、物理 、材料 、能源 、环境等领域的极大重视 ，应 用前景广阔 ，被公认为 21 世纪的 未来材料“ ”和 革命性材料“ ”。具体在五个 应用领域 ： 一是储能领域 。石墨烯可用于制造超级电容器 、超级锂电池 等 。二是光电器件领域 。石墨烯可用于制造太阳能电池 、晶体管 、 电脑芯 片 、触摸屏 、电子纸等 。三是材料领域 。石墨烯可作为新的添加剂 ，用于 制造新型涂料以及制作防静电材料 。四是生物医药领域 。石墨烯良好的阻 隔性能和生物相容性 ，可用于药物载体 、生物诊断 、荧光成像 、生物监测 等 。五是散热领域 。石墨烯散热薄膜可广泛应用于超薄大功耗电子产品 ， 比如当前全球热销的智能手机 、IPAD 电脑、半导体照明和液晶电视等 。 中国科学院预计 ，到 2024 年前后 ，石墨烯器件有望替代互补金属氧 化物半导体 （CMOS ）器件 ，在纳米电子器件 、光电化学电池 、超轻型飞 机材料等研究领域得到应用 。 目前 ，全球范围内仅电子行业每年需消耗 大约 2500 吨半导体晶硅 ，纯石墨烯的市场价格约为人民币 1000 元/g ， 其若能替代晶硅市场份额的 10%，就可以获得 5000 亿元以上的经济利益 ； 全球每年对负极材料的需求量在 2.5 万吨以上 ，并保持了 20% 以上的增长 ， 石墨烯若能作为负极材料获得锂离子电池市场份额的 10% ，就可以获得 2500 吨的市场规模 。可见 ，石墨烯具有广阔的应用空间和巨大的经济效 益 。 . 专业资料可编辑 . .. .. .. 正是在这一背景下 ， 目前国内外对石墨烯技术的应用研究如火如荼 ， 具体应用如下 ： 2.1 石墨烯锂离子电池 锂离子电池具有容量大 、循环寿命长 、无记忆性等优点 ， 目前已成为 全球消费类电子产品的首选电池以及新能源汽车的主流电池 。高能量密度 、 快速充电是锂电池产品发展的必然趋势 ，在正极材料中添加导电剂是一种 有效改善锂电性能的途径 ，可大大增加正负极的导电性能 、提高电池体积 能量密度 、降低电阻 ，增加锂离子脱嵌及嵌入速度 ，显著提升电池的倍率 充放电等性能 ，提高电动车的快充性能 。 . 专业资料可编辑 . ..