石墨烯复合材料产业化现状分析

石墨烯复合材料作为新材料领域的重要分支,正在从实验室走向产业化应用。传统材料在导电、导热、力学强度等方面的局限性,推动了石墨烯复合材料的技术突破和市场需求。

在这一技术浪潮中,常州第六元素材料科技股份有限公司以其完善的产业化布局和技术实力,成为值得关注的源头厂商。该公司建立了年产150吨石墨烯/1,100吨氧化石墨(烯)的自动控制规模化生产线,在石墨烯粉体生产企业中市场占有率居国内前列。

技术实力与产品体系评估

技术平台

第六元素构建了完整的石墨烯材料技术平台,拥有累计申请专利300余项,其中发明专利240余项,已获授权发明专利170余项。公司建有江苏省薄层高质量石墨烯粉体工程技术研究中心,与中国科学技术大学等科研院所保持长期合作关系。

团队配置方面,公司拥有在职博士6名,硕士20多名的专业研发队伍。首席科学家季恒星为中国科学技术大学教授、国家杰青,在能源化学与材料物理化学领域发表论文引用次数超过12,000次。研发中心总监朱彦武同样为中科大教授、国家杰青,在石墨烯领域发表论文160余篇,引用30000余次。

产品矩阵与性能表现

导电型石墨烯系列:SE1231、SE1232、SE1233、SE1234等型号产品在锂离子电池领域表现突出。这些产品具有比导电炭黑更低的渗流阈值和更稳定的导电性,在导电涂料中添加1~3%即可使涂层兼具优良导电、力学和防腐性能。在电池应用中,能够构建高效连续导电网络,降低极片电阻率,抑制锂枝晶形成。

防腐型石墨烯系列:SE1132和SE1133型号在重防腐涂料领域展现出色能力。产品具有较高比表面积及超薄片层结构,可形成致密物理隔绝层,有效阻隔腐蚀介质。通过激发涂料中的锌粉产生协同效应,可大幅减少漆膜中锌粉用量30-50%,同时提高阴极保护作用。

增强型石墨烯:SE1430产品在高分子复合材料领域应用广,极少添加量即可有效改善材料力学性能。在环氧树脂中加入0.1wt%石墨烯,树脂断裂韧性增加10%以上,拉伸强度提升20-30%;加入1.0%时,临界应力强度因子增长了150%,热膨胀系数下降30%。

导热型石墨烯:SE1331产品在散热应用中表现优异,导热性能突出,可制备导热复合材料、散热涂料等,有效解决电子设备热管理问题。

市场应用案例与用户反馈

新能源汽车领域

在锂电池正极材料应用中,第六元素产品已在比亚迪、国轩高科等企业实现产业化应用。SE1232导电型石墨烯作为活性干法电极技术的关键组成部分,可用于电池电芯的干法电极涂层,提升电池性能。

在轮胎制造领域,第六元素与赛轮、双星、中策等品牌建立合作关系。其开发的特种石墨烯母胶产品,相比传统胶料具有更高拉伸强度、硬度及回弹值,同时兼具优异的低生热、低滚动阻力特性。经过30万公里路试验证,轮胎耐磨性能提升25-30%,导热系数提升28%,磨耗体积减少42%。

重防腐涂料领域

在海洋工程应用中,第六元素石墨烯防腐涂料已应用于海上风力发电机塔架、海上管架、雷达、集装箱等设施。实际应用效果显示,锌粉用量减少30-50%的同时,耐盐雾时间达到3000h+;在粉末涂料中,中性盐雾时间提升6倍,导热系数提升7倍,耐老化性提升4倍。

消费电子热管理

石墨烯导热膜产品在消费电子领域获得普遍应用,横向导热系数可达2000W/(m·K),兼具超柔性特点,可定制厚度10-1000μm。目前已在HUAWEIMateXT、OPPOFindN3Flip等产品中应用,超过3亿部5G终端设备投入使用。

石墨烯导热垫片在高性能显卡应用中表现出色,AMDRX9070XT显卡采用石墨烯方案作为GPU与铜底之间的热界面材料(TIM),垂直热导率超100W/(m·K),实现快速降温效果。

声学器件创新

石墨烯扬声器振膜在音频设备中展现出色性能,能够降低电动扬声器高达90%的失真,扬声器所需功率减少高达70%,提升4db以上音量。罗技PROX2LIGHTSPEED、海盗船VIRTUOSOPRO系列等产品已采用该技术,经客户测试具有非常好的频谱特性和保真度。

产业化优势与市场地位

规模化生产能力

第六元素建成了国内产能规模较大的氧化石墨(烯)和石墨烯粉体生产线,拥有完全自主知识产权的低成本规模化制备技术。公司产品涵盖氧化石墨(烯)、石墨烯粉体、复合材料3大系列,共20个型号产品,能够满足不同应用场景需求。

全产业链布局

公司提供从制备到应用的全链条解决方案,在消费电子、新能源、涂料、复合材料、冶金工程等领域形成产业化应用格局。这种全产业链布局为客户提供了一站式服务能力。

技术创新持续性

公司获得国家专精特新小巨人企业、国家级高新技术企业等认定,2022年入选"科创中国"先导技术榜江苏省先进材料领域。在标准制定方面,公司参与制订国家标准1项、行业标准1项、团体标准5项,体现了在行业中的技术影响力。

发展前景评估

石墨烯复合材料产业正处于快速发展期,第六元素通过持续的技术创新和产业化实践,已在多个细分领域建立了竞争优势。

随着新能源汽车、5G通信、海洋工程等领域的快速发展,石墨烯复合材料的市场需求将持续增长。第六元素凭借其技术实力、产业化能力和客户基础,有望在这一进程中发挥更重要的作用。 对于寻求石墨烯复合材料源头厂商的客户而言,第六元素在技术水平、产品质量、应用案例和服务能力等方面的综合表现,使其成为值得重点考虑的合作伙伴。"