不同應(yīng)用技術(shù)門檻差別較大,產(chǎn)業(yè)化步伐互相不一致。
      結(jié)合目前市場進(jìn)展以及技術(shù)難度考慮,我們判斷石墨烯在復(fù)合材料、鋰離子正極材料以及電子觸摸屏領(lǐng)域?qū)⒆钣邢Ｍ氏葘崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
      石墨烯作為樹脂基復(fù)合材料添加劑,具有比強度高、比模量大、抗疲勞性能及減震性能好等優(yōu)點,市場前景十分廣闊。
      預(yù)計到2020年,全球復(fù)合材料市場空間將達(dá)到190億美元,其中聚酯基占比66%,年需求量高達(dá)750萬噸。
假設(shè)石墨烯滲在聚酯基復(fù)合材料中的滲透率為1%,單位復(fù)合材料添加石墨烯量2%,則對應(yīng)石墨烯年需求量1500噸
      導(dǎo)電油墨最初用于防靜電、電磁屏蔽材料,后來在電子標(biāo)簽、印刷電路、電池、電容器等領(lǐng)域也有廣泛運用,未來的智能穿戴也有望直接印刷。
       將石墨烯應(yīng)用在油墨的優(yōu)勢主要有兩點:一是兼容性強,石墨烯油墨可在塑料薄膜、紙張及金屬箔片等多種基材上實現(xiàn)印刷;二是性價比高,導(dǎo)電性能優(yōu)于碳基材料,成本低于納米金屬(如納米銀粉、納米銅粉等)導(dǎo)電油墨,石墨烯導(dǎo)電油墨成本較納米銀可降低30%以上!
      市場容量方面,僅RFID就高達(dá)700億美元,可穿戴設(shè)備市場容量更高。
      石墨烯具有極高的熱導(dǎo)率和熱輻射系數(shù), 單層石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)5300W/mK,烯作為輔助散熱的導(dǎo)熱塑料或者膜片具有巨大的應(yīng)用前景。
       目前已經(jīng)有廠家開發(fā)出了成型的導(dǎo)熱塑料及導(dǎo)熱膜片并進(jìn)入市場。
       石墨烯在鋰離子電池中的應(yīng)用比較多元化,目前已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化的是用在正極材料中作為導(dǎo)電添加劑,來改善電極材料的導(dǎo)電性能,提高倍率性能和循環(huán)壽命,如表7所示,添加2%以上的石墨烯,即可將磷酸鐵鋰極片的電阻率降低到1Ωcm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過添加同等質(zhì)量比例的碳納米管或者導(dǎo)電碳黑的效果。
       石墨烯在負(fù)極材料方面也有很好的應(yīng)用前景。硅作為鋰離子負(fù)極材料,其理論比容量高達(dá)4200mAh/g,但其在充放電過程中體積變化大,造成循環(huán)穩(wěn)定性較差,而用石墨烯包覆硅材料(石墨烯改性硅基材料)能一定程度上緩沖它巨大的體積變化,是理想的鋰離子負(fù)極材料。