在石墨烯方面,中国处于落后地位,但是正在努力地追赶美国。总体上,中国石墨烯企业与全球相比在创新能力等方面处于弱势地位,部分原因是由于它们相对年轻,马说。到目前为止,他们的生产成本还无法与全球领先的石墨烯供应商竞争。
据Lux数据,到目前为止,2014年中国国内的石墨烯和碳纳米管市场将分别达到2240万美元和4840万美元,主要驱动力來自锂离子电池和新的应用,如涂料和热耗散材料等。
我国触摸屏行业石墨烯材料的应用与研发
中国具有发展石墨烯产业得天独厚的条件。据悉我国石墨矿储量占世界总储量的75%,生产量占世界总产量的72%,是我国少有的几种具有国际竞争优势的矿产之一。截至2012年我国在石墨烯研究领域的文献贡献量已达5072篇,占全球的石墨烯文献量的29.2%,超过美国的27.3%位居世界首位。
据悉,自2004年石墨烯被发现以来,如何解决大面积、高质量石墨烯制备和快速高效转移两大关键问题,让石墨烯应用于透明电极中,一直困扰着很多研究者。如果电阻触摸屏要采用这种材料,需要先在金属表面上催化生长石墨烯,再把它转移到适合的基底上,才能进行应用。
石墨烯的制成需要有尖端的制备工艺,目前业内主要有四种制备方法,分别是机械剥离法、外延生长法、氧化石墨还原法、和气相沉积法(CVD)。前三种的原材料均为石墨,CVD法原材料则为甲烷居多。由于制造成本相对较低,目前业内多采用机械剥离法和氧化石墨还原法制造石墨烯。
目前,在石墨烯薄膜和石墨烯微片这两个方向上,我国都在进行积极探索。
在石墨烯触摸屏的研发方面,常州二维碳素科技公司的研发团队已突破了石墨烯薄膜应用于中小尺寸手机的触摸工艺,实现了石墨烯薄膜材料和现有ITO模组工艺线的对接,正积极联合上下游企业、行业协会、各地标准院起草相关行业标准。
业内专家表示,石墨烯薄膜工艺线只需要对现有ITO模组工艺线进行简改造就可以完成对接,石墨烯薄膜材料在触控显示领域的产业化应用将加速。
二维碳素科技总裁金虎表示石墨烯用于触摸屏比ITO玻璃有很多优势,例如ITO要用到铟,这是一种稀土材料,全球存量很少,而且有毒不易回收,而石墨烯材料很简单,也容易回收,更突出的是它的柔性很好,易于弯曲。二维碳素科技的于庆凯博士在2008年4月首先发表了用化学气相沉积(CVD)的方法在镍和铜基底上合成石墨烯的生长方法,并成功生长出了世界上第一块大尺寸的高质量石墨烯薄膜,从而使得大规模生产石墨烯薄膜成为可能。2010年,于博士提出并实现了用生长单晶石墨烯阵列来解决大尺寸石墨烯单晶难以合成的难题,这一成就将推进石墨烯高速电子器件的研究和应用。
目前,国内的学术界和产业界正在紧锣密鼓推进石墨烯的产业化,随着石墨烯产业技术创新战略联盟的成立,这一速度有望提升。
金路集团与中科院金属研究所联合开发电池级石墨烯技术已于2012年11月11日对共同完成的“石墨烯材料的规模化制备技术”通过了成果鉴定。公司截止2012年12月31日,共计投入资金600余万元,获得财政补助1300余万元。另外,公司在研石墨烯透明导电薄膜、石墨烯基三位网络散热材料、石墨烯基动力电池项目。在石墨烯透明导电膜方面,金属研究所能制备出4英寸的石墨烯透明导电薄膜。
中国宝安旗下的深圳贝特瑞的特色则是产业链完备和客户雄厚。贝特瑞是目前全球唯一一家拥有完整的石墨烯价值产业链的企业,公司在2011年11月完成石墨烯中试线建设并投入生产。据了解,贝特瑞向国家提交了与石墨烯相关的4项专利申请,其中“制备球状石墨烯的方法”已在今年4月28日收到发明专利证书。根据公开资料显示,贝特瑞目前在锂电池负极材料方面占据了全球市场三成左右的份额,三星、LG、松下、比亚迪等都是贝特瑞的客户。
常州二维碳素科技有限公司今年五月宣布其第一条年产3万平方米石墨烯透明导电薄膜生产线实现量产。这条石墨烯透明导电薄膜生产线的投产和供应用的石墨烯电容触摸屏中试线的成功搭建,标志着石墨烯材料在制备和应用的产业化上迈出了关键性一大步。

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