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具有防腐功能的涂料、可以快速充放电的锂电池、更能保护机械的润滑油……有了石墨烯的加持,越来越多的生产生活场景有了新的生命力。在苏州工业园区,就有一家高科技企业,不仅在全球范围内首次聚焦功能化石墨烯,更依托自身技术实力,让石墨烯的产业化应用道路越走越宽。

石墨烯是由碳原子组成的二维晶体,是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的新型纳米材料。“在微观下性能突出,应用于宏观时性能优势却无法最大程度显现,这是制约石墨烯产业化的最重要瓶颈。”据苏州高通新材料科技有限公司总经理蒋永华介绍,2013年起高通科技致力于通过完全自主知识产权的工艺方法,解决当前石墨烯产业化的核心问题,目前已实现功能化石墨烯规模稳定量产,具有高一致性、高分散、低成本等优势,企业发明专利申请数超过30项,两项PCT发明专利申请获得受理。

“以分散问题为例,石墨烯与水、油等许多介质都不相溶,无法发挥出它的性能优势,我们创新方法,在石墨烯上加入‘功能环’,就像一个‘抓手’,让石墨烯能与水、油等相融。这就好比沙子,只有与水泥混合,才能拥有强大的支撑力。”蒋永华说,目前,全球水溶性最高的石墨烯材料出自高通科技,每100克水中最多可溶30克石墨烯。

从实验室技术到真实的应用场景,高通科技同样也做了诸多探索。石墨烯被称为“工业味精”,无论是电池、OLED,还是涂料油墨、膜材料,石墨烯仅仅是可替代材料的一种,这也就意味着大多数情况下它只是“锦上添花”,并没有真正的“雪中送炭”。在蒋永华看来,只有扩大产业应用才能“反哺”技术进步。

为此,高通科技转变思路,于2018年突破新能源锂电池应用,成为公司真正具有核心竞争力的下游产品。在硅碳负极材料的高分子外包覆石墨烯,极大提升使用寿命的同时价格可降低一半。在锂电池正极材料中,高通则尝试用石墨烯‘架构’起锂电子的快速运输通道,既能实现快速充放电,又可延长电池使用寿命。

从传统领域向新能源等新型领域扩展,是高通走出的一条独具特色的产业化道路。如今,高通科技建起了低成本、高品质的规模量产石墨烯产线,一期已投产,年产能达120 吨。此外,企业还立足园区、辐射全国,在江西等地建立起生产基地,让“工业味精”真正走进千家万户。

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