石墨烯应用浅谈PPT课件

1、内容提要 一、公司简介 二、石墨烯简介 三、公司技术及产品 四、公司产品应用领域 五、石墨烯在各领域案例分析第1页/共35页公司简介 济南墨希新材料科技有限公司是一家西班牙合资公司，成立于2013年11月，注册资金1250万元，依托西班牙TEC GRAFENO S.L.U （Graphenano）公司高端的科研技术和领先的生产工艺及先进的生产设备，致力于推动石墨烯产业的发展及相关改性产品的应用。第2页/共35页 济南墨希新材料科技有限公司工厂正在建设中，占地1.2万平方米，固定资产2175万美元，预计2014年3月竣工，下半年正式投产。预投产7条生产线，每条生产线生产能力为90kg/天，致力于

2、石墨烯的制备和研究，在世界同行业处于领先地位。公司简介济南墨希新材料科技有限公司工厂（建设中)第3页/共35页公司简介 公司总部:阿里坎特（Alicante） 研发中心: 雷亚尔城（Ciudad Real） 第4页/共35页 Graphenano 与卡斯蒂利亚拉曼恰大学签有合作协议，大学位于雷亚尔城，在35所西班牙化学工程大学中排名第5（纳米技术、催化器和工艺产业化）。 拥有水平极高的团队，与其他大学（加拿大、法国、英国）及企业合作，如Acciona、SiCAT、Saint Gobain、Rhodia、Elcogas。 Graphenano把他的生产和开发中心设在了这座大学附近以利用协同效应。

3、公司简介第5页/共35页2013年11月11日，济南墨希新材料科技有限公司成立；2013年11月13日，西班牙团队来济南墨希参观指导，并进行员工培训； 2013年11月29日，济南墨希与山东阳谷电缆集团有限公司签署战略协议；2013年11月15日，济南墨希协同西班牙技术人员拜访山东圣泉集团；第6页/共35页2013年12月8日，济南墨希作为支持单位，参加中国石墨烯标准化论坛，并与李义春秘书长合影留念。2013年12月16日，济南墨希参加山东石墨烯产业技术创新联盟，并成为联盟理事单位。2013年12月18日，济南墨希受邀参加无锡市加快推进石墨烯产业发展新闻发布会。公司简介第7页/共35页 200

4、4 年英国曼彻斯特大学科学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫发现单层石墨烯(graphene)。两人因在石墨烯材料方面的卓越研究工作被授予2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯简介改变一切的新材料第8页/共35页石墨烯简介改变一切的新材料石墨是由很多层石墨烯层层堆叠起来的，各层之间靠很弱的结点连结在一起石墨烯可以隔离原子薄膜碳原子层呈蜂巢状分布六边形边长纳米1毫米 厚度3 百万层石墨烯膜重叠起来第9页/共35页石墨烯简介世界上强度最高的材料 (200倍于钢) 很高的导热和导电性 (5300W/mK) (50/cm)比表面积为2630m2/g，而活性炭仅为1500m2/g高弹性高硬度（130GPa）化学

5、反应性强 (可以与其他化学物质反应形成化合物)。能承受电离辐射很轻盈，类似于碳纤维但更有韧性焦耳效应比碳纤维更小，（传导电子时发热更小）。同一任务消耗的电力比硅少改变一切的新材料第10页/共35页石墨烯简介改变一切的新材料第11页/共35页石墨烯简介改变一切的新材料第12页/共35页石墨烯简介改变一切的新材料导电涂料微芯片过滤材料强化复合材料透明的太阳能电池板分子探测运动器材电缆 混凝土和水泥聚合物和树脂半导体生物传感器超级电容人工脏器自旋电子计算机电池第13页/共35页石墨烯简介工业需要这样的石墨烯极高品质，极少缺陷生产规模可扩大，工艺可复制长寿命应用改变一切的新材料第14页/共35页公司技

6、术及产品 Graphenano技术现有技术水平生产工艺已得到验证，目前已投产。验证已获得成功我们生产最大50 x50厘米的石墨烯膜。 我们独家在不同基质上进行生产，缆线，3D等。第15页/共35页公司技术及产品 公司产品铜基材上的石墨烯膜，至50 x50转至其他基质上的石墨烯膜，玻璃、PET、PEN镀石墨烯铜丝 (线缆)，各种截面积。3D部件镀石墨烯石墨烯粉纳米碳纤维纳米凝胶 (世界上绝缘性最强的材料)第16页/共35页公司技术及产品 公司产品薄膜线缆3D部件玻璃, PET, PEN等石墨烯粉氧化石墨烯粉第17页/共35页公司技术及产品 产品优势合成石墨烯主要用于电子方面 Graphenano

7、是唯一一家能够在铜箔双面镀膜石墨烯公司，也是唯一一家拥有3D涂覆技术的公司。其产品层数可控，单层、双层或某多层，面积和层数可控，现有设备可制作50*50cm大小，也可根据生产需要制备更大面积的石墨烯，因为合成成本低，工艺得到简化，使得石墨烯大规模工业化生产得到实现，产品主要应用于电子方面，如电缆、电池、电容、手机中；石墨中剥离的石墨烯主要用于添加剂 主要分三类：3-5层石墨烯粉末、氧化石墨烯粉末、纳米纤维，用于添加剂，改性材料力学性质。由于石墨烯具有斥水的性质，同时遇水会结团，从而使得石墨烯使用大大受到限制，本公司已经从技术上克服了这个难题，并且得到了很好的应用。经过该工艺优化，石墨烯能够很均

8、匀的溶于水以及其它溶剂，并且不产生结块，性能稳定，这在使得我们产品处于遥遥领先的地位。第18页/共35页公司产品应用领域不会发热散热高机械强度可转至其他基质传导性强50倍生产快速无与伦比的性能减少铜的使用所用之处性能得到极大改善2 Khz12%30 Khz27%100 Khz49%频率 采用石墨烯后的改善第19页/共35页公司产品应用领域添加石墨烯树脂添加石墨烯纳米纤维头盔混凝土与水泥球拍涂料第20页/共35页 电池中加入少量石墨烯可实现电极材料的快速充放电性能，并大幅提高电池容量公司产品应用领域第21页/共35页石墨烯在各领域案例分析在电容式触摸屏中替代ITO材料，或者在电阻式触摸屏中涂在金

9、属表面。1、触摸屏石墨烯与现有手机触摸屏材料氧化铟锡相比，具有低成本、高性能、更柔韧、更环保的特色。以当前价格相比，预计要比现有触摸屏手机成本降低30%左右。第22页/共35页工程人员正在演示利用石墨烯制作的手机触摸屏的性能：速度更快，更流畅。具有优异的柔韧性，使其成为柔性显示屏、柔性触摸屏的不二之选。具有优异的强度和柔韧性，比普通触摸屏更耐摔石墨烯在各领域案例分析第23页/共35页石墨烯在各领域案例分析2、锂离子电池2.1石墨烯在锂离子负极中的应用 石墨烯直接作为锂离子电池负极 石墨烯/SnO2复合材料作为锂离子电池负极 石墨烯/Si复合材料作为锂离子电池负极 石墨烯与Fe2O3、TiO2、

10、Co3O4等复合作为锂离子电池负极2.2石墨烯在锂离子正极中的应用 石墨烯与磷酸铁锂复合 石墨烯与磷酸钒锂复合2.3石墨烯在其他方面的应用 作为动力锂电池的导电添加剂第24页/共35页由图中可以看出，石墨烯凭借其优异的导电性能可以提升电极材料的电导率，进而改善其充放电性能； 此外，石墨烯“柔韧”的二维层状结构又可有效抑制电极材料在充放电过程中因体积变化引起的材料粉化，并增强与集流体间的导电接触。 初步研究结果表明，加入石墨烯导电添加剂后，锂电池的大电流充放电性能、循环稳定性和安全性都因此得到了极大改善，其效果甚至超出了目前高性能动力锂电池用的碳纳米管导电添加剂。天然石墨(a)和石墨烯(b)电极

11、前3次充放电曲线石墨烯在各领域案例分析第25页/共35页3、超级电容器 石墨烯超级电容器为基于石墨烯材料的超级电容器的统称。由于石墨烯独特的二维结构和出色的固有的物理特性，诸如异常高的导电性和大表面积，石墨烯基材料在超级电容器中的应用具有极大的潜力。石墨烯在各领域案例分析第26页/共35页基于此石墨烯研制的超级电容器，在水系和有机电解液中表现出优异的功率特性和循环寿命，在功率密度为1kW/kg的时候，能量密度高达80Wh/kg，远高于目前商业化活性炭基超级电容器；并且当功率密度达到20kW/kg时，能量密度仍能保持在33Wh/kg。结果表明，该石墨烯基超级电容器在高功率/高能量密度的动力储能器

12、件上具有广阔的应用前景。片状结构的石墨烯电极材料与电解液的界面电阻更小，2000次充放电循环之后比电容量能保持在95%以上。石墨烯超级电容器可以储存更多能量且比普通电池更高效。寿命更长、更轻、更灵活、更易维护，设想一下你的电脑或者手机几个月不充电，而且不发热。石墨烯在各领域案例分析第27页/共35页4、水泥和混凝土 目前在传统混凝土组分中加入高效减水剂、活性矿物粉料以及掺入高性能化学纤维、钢纤维等，其核心是在提高混凝土抗压强度的同时提高混凝土的耐折、抗冲击强度,提高混凝土的耐久性,延长使用寿命。 石墨烯与水泥基体的质量比为（0.00010.5）：1 制成的石墨烯/水泥符合材料可以改善水泥的强度

13、、耐折度、耐久性、使用寿命、抗腐蚀性、凝结时间等性能，石墨烯/水泥符合材料具有特殊的力学性能和电学性能，使水泥的应用领域更进一步扩大，并可适用于多功能建筑材料领域。石墨烯在各领域案例分析第28页/共35页5、电缆 超强导电能力（电阻比银更低） 电子的运动速度能达到光速的1/300 优异的热导率（达到5300WmK） 超高弹性模量（约1000GPa） 超高强度（约100GPa） 超高比表面积（达到2675m2/g） 低密度（2.25gcm2） 很强的抗气体渗透能力 可分散在许多聚合物和常规溶剂中石墨烯在各领域案例分析第29页/共35页石墨烯具有优良的导电性等特点，故被应用于电缆导体中能够增加相同导体的导电性，同时可以减少铜的使用量，因此性能得到极大的改善。2 Khz12%30 Khz27%100 Khz49%频率 采用石墨烯后的改善石墨烯在各领域案例分析第30页/共35页6、涂料 石墨烯涂料网状结构具备热胀冷缩性能，这样使得涂料更加牢固，同时对侵蚀结构砂浆的大气因素起到屏蔽作用，从而使得涂料耐候性大大提高； 优良的热导体，节能降耗。 涂料添加石墨烯之后能形成一张包裹微珠的结构纳米网，能够散射85%的紫外线和99%的红外线，对涂料和墙体都有保护功能；石墨烯在各领域案例分析第31页/共35页7、太阳能光伏石墨烯在各领域案例分析在光伏玻璃中的应用