清华大学成功制备自分散柱撑石墨烯用于高倍率锂硫电池
清华大学化工系魏飞、张强研究组成功制备出一种具有自分散、不堆叠特性的柱撑石墨烯,可以用于高倍率、高容量的锂硫电池。相关工作于2014年3月3日以《用于高倍率锂硫电池的不堆叠柱撑石墨烯》(Unstackeddouble-layertemplatedgrapheneforhigh-ratelithium-sulfurbatteries)为题发表在国际著名学术期刊《自然˙通讯》(NatureCommunications)上,并受邀在美国物理学家组织网(PhysOrg)、美国纳米技术与科学网(Nanowerk)作为前沿研究工作进行介绍。
石墨烯是一种二维片状纳米碳材料,具有优异的力学、热学、电学、光学性能以及广泛的应用前景。但石墨烯间较强的相互作用导致其容易堆叠,多片石墨烯放在一起时易形成层间距仅有0.334纳米的多层石墨烯结构。这种片状材料易堆叠的特性降低了材料的比表面积,限制其界面的高效利用,从而使其在储能、催化、复合材料、电子器件等领域应用时宏观性能大打折扣。因此,发展一类防止石墨烯堆叠的新概念与有效方法是促进石墨烯性能利用最大化的关键。
为了攻克纳米材料难分散难关,清华大学化工系魏飞、张强研究组发展了柱撑石墨烯这种具有自分散特性的新材料。有别于在石墨烯间层间引入金属氧化物、导电高分子、炭黑、碳纳米管等隔离物以防止堆叠的思路,该课题组通过催化气相生长调变石墨烯的结构,获得了具有突起结构的石墨烯。
中国宝安:制备球状石墨烯方法专利获批
中国宝安2013年5月3日公告称,公司已于4月28日收到“制备球状石墨烯的方法”的发明专利证书。此项发明从技术上解决了提高石墨烯的密度,方便运输和储存的问题。中国宝安介绍,与现有技术相比,此发明通过高温造粒或低温冷冻造粒加工,形成的石墨烯球结构均一,体积孝密度大、导电性能好、方便运输,可作为碳微球应用于催化剂载体、药物运输、锂离子电池以及超级电容器,通过超声处理即可使这种球状石墨烯分散为10层以下的石墨烯单体,保留了原有单体石墨烯的优良性质,便于应用于各种领域,安全性能高,可以连续制备生产,适宜大规模生产。
中国宝安在公告中表示,目前公司石墨烯产品处于应用研究阶段,锂离子电池用石墨烯导电剂处于测试认证阶段;石墨烯导电剂用于改善极片导电性获得初步评价认可;石墨烯纳米导电液、高分子石墨烯复合材料、超级电容器用石墨烯材料等开发正在快速推进之中。
据了解,中国宝安在石墨烯领域的研发主要由控股子公司深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司来完成。2010年12月,贝特瑞在小试的基础上开始设计和筹建石墨烯中试线;2011年7月,石墨烯中试线开始调试和试运行;2011年10月30日开始,石墨烯中试线进行正式生产,达到产量日均1公斤目标。贝特瑞近年来已在鸡西、天津、惠州、山西等多个城市成立石墨产业园
2012年1月6日,中国宝安集团披露了《关于石墨烯相关专利申请情况说明公告》,显示贝特瑞向国家知识产权局提交了与石墨烯相关的4项专利申请,其中一项已经公开,其他3项正在受理。本次获得通过的发明专利“制备球状石墨烯的方法”即为当时已经受理的3项申请中的一项。中国宝安表示,此次获批专利所提出的方法为石墨烯材料在锂离子电池负极材料、超级电容器电极材料等方面的应用拓展提供了一种可行思路,为相关产业的提升奠定了基础。
中钢吉炭:重要的石墨烯概念股
公司是中国最大的综合性炭素制品生产企业,主要有石墨电极,石墨阳极,炭块,特种炭制品,炭纤维制品等。虽然公司目前重点发展处于高速发展的碳纤维项目,还曾表示没有石墨烯及其相关产业的研发和生产,且公司在“十二五”期间内并没有从事石墨烯及其相关产业的计划,但是公司仍被市场视为重要的石墨烯概念股。
金路集团:石墨烯产业化
金路集团是以生产销售聚氯乙烯树脂、烧碱为主的公司,变身石墨烯概念股,是因为与中国科学院金属所达成的一项协议,双方决定在石墨烯研发及产业化方面开展合作。
金路集团负责提供研发经费。中科院金属所负责石墨烯基透明导电薄膜、三维网络散热材料和动力电池用电极材料及产业化三个方面的具体研究开发工作,并提供产业化可行性报告;而金路集团除了负责提供研发经费之外,公司还将组织相关团队进行产业化及市场开发方面的工作。
方大炭素:投28亿开发石墨烯
公司主营炭素制品和铁矿石,其中炭素制品包括石墨电极、炭砖、等静压石墨,是国内最大的石墨电极生产企业,产能近20万吨,居亚洲第一,世界第三。公司的炭新材料品种齐全,在炭砖已有多项专利。
瞄准特种石墨和优质针状焦巨大的进口替代市场,方大炭素拟大手笔投资杀入。
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