时间:2020年01月11日 来源:中科院炭材料重点实验室
项目简介
以石墨为原料通过温和电化学溶胀工艺,常温常压下高效制备高质量的石墨烯。液体循环使用,不用浓硫酸。该工艺具有石墨烯产率高、成本低、能耗低、无污染和可规模化生产的特点。其中石墨烯单层率高、单片大,质量好,缺陷少等优点。石墨烯浆料,分散性好,溶剂可任意调换,可分散在水中,能自成膜,也可以浸泡和刷在各种材料和器皿的表面。石墨烯薄膜具有超高的导热性能。其热扩散系数测量值达8000 mm2/s,导热率(导热系数)可超过3000 W/m·K。并具有良好的拉伸强度。本技术属于原创,已有专利保护。
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技术指标
(1)纯石墨烯薄膜 |
(2)石墨烯浆料 |
(3)石墨烯粉 |
导热率:1500-3500 W/m·K(与厚度相关) |
石墨烯基元:单层石墨烯,二维片层大,长宽10–40μm |
层数:1–2层 |
膜厚度:1 – 50 μm(可调) |
分散剂:水、醇或其他任何溶剂(可调) |
平均厚度:< 2 nm |
膜密度:1.0 g/cm3 |
浓度:≤ 30 g/L (≤ 30 mg/mL,小于30克/升,可调) |
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电阻率:方阻100 – 10kΩ(可控) |
加工性好:可分散在水中,易成膜和涂层 |
石墨烯片尺寸:10 – 40 μm |
拉伸强度:≥40 MPa |
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产品应用领域及市场前景
该方法制备的石墨烯,单层率高,液体分散性好,二维片层大,成膜能力强,能广泛应用于电子、照明、能源、环境、水处理、生物、化工和军事等众多领域。石墨烯膜材料具有超薄超轻超高导热的优异性能,可完全取代石墨散热膜,用于智能手机、电脑和LED等的照明散热。可制备石墨烯热管理复合材料,如散热胶、相变储能。石墨烯可用做轮胎、鞋业、涂料等化工领域的添加剂,可用于防腐涂层和电磁屏蔽涂层等;可用做燃料电池和锂离子电池的电极材料应用于能源领域。也可能用于气体和液体分离,海水淡化和污水处理以及制作航天军工领域所用的超轻防弹衣、超薄超轻飞行器等。
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主要设备及投资
石墨电化学溶胀系统(如电解槽、电极系统、泵)、分离提纯、喷雾干燥、流延薄膜制备、热处理和切片机等设备。中试(10吨级石墨烯浆料 + 面积可达1万平方米的石墨烯膜),需投资2000万元。
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合作形式
协商合作形式。作者:炭室