新材料影响电力设备行业 石墨烯成其中佼佼者

    百度搜索“石墨烯”，最新的消息无外乎两类，一是某企业进军石墨烯产业或某企业与石墨烯相关企业、研究机构合作，二是涉石墨烯概念股股价大增。由此看来，市场对石墨烯的热度可见一斑。
    据悉，这种“21世纪的明星材料”，是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体，具有导电性极强、超高强度、较高的导热性能、超大比表面积等多种优异性能。
 在资本的高度关注下，一时间，这一材料几乎被“神化”。在资本市场上，长久以来流传着一张保鲜膜厚的石墨烯能撑起一头大象，以及石墨烯强度极高，是钢铁强度数百倍的说法。有专业媒体为此辟谣，这些说法都是在偷换概念，石墨烯的所有性能都只是单原子厚度石墨烯的微观性能。当下伪石墨烯概念炒作，却将石墨烯的微观性能夸大为宏观性能。
石墨烯电缆研发初见成果
    一接到记者的电话，江苏中超电缆股份有限公司(以下简称“中超电缆”)石墨烯电缆业务负责人霍振平就澄清到：“首先，我们目前并不直接生产石墨烯，我们主要开展了石墨烯在电力电缆上的应用研发;而且目前进行的主要研究不是用石墨烯替代电缆的金属导体，而是通过将石墨烯添加到高分子材料中改善导电塑料性能及在导体表面覆石墨烯薄膜提高导电性等相关性能的研究。”
    在将石墨烯材料应用于电线电缆领域的研究中，中超电缆无疑走在了前面。
2013年11月，中超电缆与江南石墨烯研究院、西安交通大学、常州第六元素材料科技股份有限公司达成合作协议，共同开展石墨烯材料在电线电缆领域应用研究，以石墨烯材料应用于电线电缆为重点研发方向，开展电线电缆用石墨烯复合材料研发、石墨烯电缆结构设计、工艺设计、中试、产品标准编制备案及成果转化和产业化推广。
    今年6月，其又与国家电线电缆质量监督检验中心签订石墨烯电缆等产品合作的战略协议，开展石墨烯材料在电缆领域应用的研发及产业化推广，包括石墨烯复合导电高分子材料研发、石墨烯复合半导电材料屏蔽电力电缆研发、产品试验方法研究等。
    据悉，目前中超电缆采用含石墨烯复合高分子半导电屏蔽的中高压电缆样品正在试制中。该产品利用石墨烯的高导电、超细及可分散性，改善半导电屏蔽层的导电性和光滑度，优化对电场的均化效果，以提高电缆产品运行的安全性和可靠性。同时对增加产品运行寿命也将具有积极意义。
“将石墨烯应用于电力电缆从表面看可能会使产品成本略增，但可改善产品性能，提高电缆产品运行的安全性和可靠性”，霍振平告诉记者，实际上，由于性能改善，可通过逐步绝缘结构优化设计降低成本，而且产品寿命也会延长，因此，最终石墨烯电缆生命周期的成本或许会低于传统产品。
    另外，中超电缆与合作伙伴也在研究通过特殊工艺在铜导体表面镀石墨烯膜的技术，截至目前，中超电缆已经在石墨烯应用于电线电缆方面取得了实用新型专利5项， 2项发明专利也被受理。
    为了加快研发和产业化应用进程，今年4月由中超电缆控股，江南石墨烯研究院、西安交大技术成果转移有限责任公司和常州第六元素材料科技股份有限公司参股，共同在常州注册成立了“常州中超石墨烯电力科技有限公司”，公司主要进行石墨烯电缆及其他特种电线电缆的设计、研发、制造、销售、技术服务、成果转让;电线电缆及电力行业用石墨烯材料、石墨烯复合材料的研发、销售、技术服务、成果转让。
    而除了电缆之外，从目前研究来看，石墨烯材料还可以应用于光伏、储能等领域，为相关设备带来性能上的提升。
石墨烯缩短电池充电时间
    石墨烯在储能设备的应用，主要是动力锂离子电池和超级电容。石墨烯可提高储能产品的导电率和比表面积，使充电时间大大缩短，比如可以将锂电池充电时间从2小时缩短到10分钟。
   当前，这一构想已经实现应用。今年1月，我国首条石墨烯基超级电容器生产线在常州建成，该生产线可年产5万只、单体容量为3000法拉的产品，率先突破了石墨烯粉体在储能领域的产品应用。这条生产线属于常州立方能源技术有限公司，生产线建成的同时，该公司宣布其石墨烯基超级电容器样品成功下线。
据了解，该超级电容器产品以石墨烯粉体为原料，数秒钟可完成一次超级电容器的充电过程，且使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保的特点。它用途广泛，可提供超大电流的电力，可以全部或部分替代传统蓄电池，推动电动汽车发展等。
     而在锂离子电池应用方面，记者发现，多家石墨烯生产企业已经进行相关产品销售，并有部分应用。如鸿纳(东莞)新材料科技有限公司总裁、中组部千人计划入选者李琦年初透露，其公司研发出的锂电池少层石墨烯导电浆料，已被一锂电池著名厂商认证;常州第六元素材料科技股份有限公司也推出了导电型石墨烯，产品介绍称其适用于锂离子电池正负极材料包覆，可有效提高电池能量，改善循环寿命和倍率性能;宁波墨西科技有限公司则研发生产了除通用石墨烯粉末之外的专门针对锂离子电池的产品，包括可提高电池能量密度的水性锂电池专用石墨烯导电浆料，以及针对锂电池电极材料开发的专用石墨烯导电浆料。
    作为一种新型材料，石墨烯正在一点点被应用于相关电力设备领域。也许有一天，人们会发现，它的神奇性能已经改变了大家对这些产品的认识。
 
(责任编辑：王杰)