石墨烯的产业化应用实例
石墨烯的十大用途
石墨烯是世界上已经发现的最薄、最坚硬的物质。
美国一位工程师杰弗雷用形象地比喻了石墨烯的强度：将一张和食品保鲜膜一样薄的石墨烯薄片覆盖在一只杯子上，如想用一支铅笔戳穿它，需要一头大象站在铅笔上。
这么薄而又坚硬的石墨烯有什么用途呢？1、制造下一代超级计算机。
石墨烯是目前已知导电性能最好的材料，这种特性尤其适合于高频电路，石墨烯将是硅的替代品，可用来生产未来的超级计算机，使电脑运行速度更快、能耗降低。
2、制造“太空电梯”的缆线。
科学家幻想将来太空卫星要用缆线与地面联接起来，那时卫星就成了有线的风筝，科学家现在终于找到了可以制造这种太空缆线的特殊材料，这就是石墨烯。
3、可作为液晶显示材料。
石墨烯是一种“透明”的导体，可以用来替代现在的液晶显示材料，用于生产下一代电脑、电视、手机的显示屏。
4、制造新一代太阳能电池。
石墨烯透明导电膜对于包括中远红外线在内的所有红外线的高透明性，是转换效率非常高的新一代太阳能电池最理想材料。
5、制造光子传感器。
去年10月，IBM的一个研究小组首次展示了他们研制的石墨烯光电探测器。
6、制造医用消毒品和食品包装。
中国科研人员发现细菌的细胞在石墨烯上无法生长，而人类细胞却不会受损。
利用石墨烯的这一特性可以制作绷带，食品包装，也可生产抗菌服装、床上用品等。
7、创制“新型超强材料”。
石墨烯与塑料复合，可以凭借韧性，兼具超薄、超柔和超轻特性，是下一代新型塑料。
8、石墨烯适合制作透明触摸屏、透光板。
9、制造晶体管集成电路。
石墨烯可取代硅成为下一代超高频率晶体管的基础材料，而广泛应用于高性能集成电路和新型纳米电子器件中。
10、制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣，具有军事用途。
材料界一哥—— 石墨烯(五大应用领域)
材料界“网红一哥”——石墨烯5大应用领域，产业浪潮开启看点：应用领域不断拓展，石墨烯大规模产业化即将开始。
石墨烯属于二维碳纳米材料，具有优秀的力学特性和超强导电性导热性等出色的材料特性，其下游应用主要涵盖基础学科、新能源电池、柔性显示屏、传感器及复合材料等领域。
石墨烯的大规模商业应用方向主要分为粉体和薄膜，其中石墨烯粉体目前主要用于新能源、防腐涂料等领域，石墨烯薄膜主要应用于柔性显示和传感器等领域，其中来自新能源的需求超过 70%。
全球石墨烯行业市场规模呈稳步增长态势。
预计到 2020 年末，全球和国内石墨烯行业市场规模分别为 95 亿美元和 200 亿元，中国石墨烯市场规模约占全球石墨烯总市场规模的 30%，并有逐年提高的趋势。
本期的智能内参，我们推荐国信证券的研究报告，揭秘石墨烯的性能特点、产业链概况、下游需求和国内外行业现状。
本期内参来源：国信证券1性能强大的新材料之王石墨烯是 2004 年用微机械剥离法从石墨中分离出的一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，英文名为 Graphene，为一层碳原子构成的二维晶体。
石墨烯与其他有机高分子材料相比，有比较独特的原子结构和力学特性。
石墨烯的理论杨氏模量达 1.0TPa，固有的拉伸强度为 130Gpa，是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，被誉为“新材料之王”、“黑金”。
▲典型的石墨烯结构图▲ 单层石墨烯是其他碳材料的基本元素石墨烯按照层数可分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。
按照功能化形式可以分为氧化石墨烯、氢化石墨烯、氟化石墨烯等。
按照外在形态、又可分为片、膜、量子点、纳米带或三维状等。
▲石墨烯分类石墨烯具有超强导电性、良好的热传导性、良好的透光性、溶解性、渗透率、高柔性和高强度等出色的材料特性。
它的的应用领域非常广泛，主要集中在基础学科、新能源电池、柔性显示屏、传感器及复合材料等领域。
石墨烯的产业化应用实例
第4章石墨烯的产业化应用实例石墨烯是一种神奇的材料，只要添加一点，其它材料就有可能产生神奇的效果，作为材料界革命性的“超级材料”，它几乎无所不能。
自从2010年开始石墨烯透明导电薄膜和石墨烯触摸屏手机，以及添加了石墨烯材料的防腐涂料、塑料等新材料都表现出了优异的性能，引起了各界的关注。
目前在国内，石墨烯粉体，石墨烯薄膜和石墨烯浆料已具备批量化生产的能力，一系列石墨烯的产业化应用也已经大规模铺开。
1、石墨烯粉体所谓“石墨烯粉体”，实际上就是单层石墨烯和多层石墨烯的混合物。
目前公众对石墨烯的理解有些混乱。
一些企业或者是媒体报道中虽然号称“石墨烯”，但是事实上可能仅是石墨而已。
事实上，现在全世界对石墨烯也没有一个明确的定义。
材料+微信公众号内容专业，可以关注；资料显示，最初的石墨烯仅指一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜，是只有一个碳原子厚度的二维材料。
2010年诺贝尔物理学表彰的石墨烯研究指的就是这种材料。
后续研究表明，从电学性质上讲，两层与三层、乃至十层的碳原子也具有各自特殊物理性质，目前10层以内的说法逐渐被学术界认可。
最近成立的中国石墨烯联盟标准化委员会认定，10层以内的碳原子材料才属于石墨烯范围。
2、石墨烯透明薄膜而石墨烯透明薄膜是利用甲烷或者其它气体在铜箔上生长石墨烯，也就是所谓的气相沉积法，这种方法生产石墨烯更是与石墨资源毫无关系。
石墨烯薄膜的生产，其实就是把气体通过一系列处理，特别是高温处理，使其生长在金属衬底上，直至在金属衬底上长满。
而石墨烯本身是透明的，对于金属衬底来说，上面有没有附着石墨烯，在颜色上仅稍微有一点点差别，一般人很难看出来。
但是，通过这种方法制作的石墨烯的尺寸，基本取决于金属衬底的大小，石墨烯薄膜的尺寸和技术水平关联度不大。
材料+微信公众号内容专业，可以关注；在商业化的环境下，探讨石墨烯薄膜的尺寸意义不大，综合经济成本才是关键性的因素。
石墨烯及氧化石墨烯在纺织印染行业中的应用
2、作为织物后处理剂
石墨烯和氧化石墨烯还可以作为织物后处理剂，用于改善织物的性能。例如， 将氧化石墨烯作为后处理剂加入到棉织物中，可以显著提高织物的抗皱性和弹性， 同时还可以增加织物的厚度和重量。此外，石墨烯还可以用于制备透明、耐磨的 涂层，用于保护织物表面不受损伤。
结论
石墨烯和氧化石墨烯在纺织领域具有广泛的应用前景，可以为纺织品带来许 多新的功能和特性。尽管目前它们的制造成本还相对较高，但随着技术的不断进 步和规模化生产的实现，相信在不久的将来它们在纺织领域的应用将会越来越广 泛。
石墨烯在纺织印染行业中的应用
石墨烯具有优异的导热性、强度和透光性，在纺织印染行业中具有广泛的应 用。例如，在高温定型过程中，石墨烯可以作为耐高温材料，提高纺织品的定型 效果和稳定性。此外，石墨烯还具有出色的抗菌防臭性能，可以为纺织品添加额 外的保健功能。
具体应用方面，石墨烯在纺织品上的应用主要表现在以下几个方面：
结论与展望
综上所述，石墨烯和氧化石墨烯在纺织印染领域具有广泛的应用前景。这两 种材料凭借其独特的性质和优势，可以显著提高纺织品的性能和舒适度，同时为 智能纺织品领域提供新的发展机遇。尽管目前石墨烯和氧化石墨烯在纺织印染中 的应用还处于研究阶段，但随着技术的不断进步和应用的不断拓展，相信在不久 的将来，这两种材料将会成为纺织印染领域的常用材料，为纺织行业的发展注入 新的活力。
为了将石墨烯应用于纺织品，研究者们尝试了多种方法。其中，将石墨烯与 生物基聚合物复合是一种较为有效的方法。通过将石墨烯与纤维素、蛋白质等生 物基聚合物进行复合，可以制备出性能优异的石墨烯/生物基聚合物复合材料。 这种复合材料既保留了石墨烯的优点，又具有生物基聚合物的可持续性，因此在 纺织印染领域具有广阔的应用前景。
石墨烯产业发展现状及发热膜的应用
层 原 子厚 度 的二 维 晶体 ， 主要 制备
来源 是 石 墨与 甲烷 。 石 墨烯 是一 种 有 着 高强 韧性 的超 薄材 料 ， 断 裂强 度 较 大， 超过钢材的 ２ ０ ０ 倍 ； 弹性 较 好 ， 拉 伸 幅度超 过 ２ ０ ％， 导 电性 优 异 。 ２ ０ ０ ４ 年， 英 国曼彻 斯 特 大学 盖姆 教 授和 诺 沃 肖洛夫 教授从 原生石 墨 中成 功制备
会将石 墨烯列 为未来 新兴 技术 的支柱 材料 之 一 ， 拿出 １ ０ 亿欧 元 专项 资金 资 助石 墨 烯 制备 与 应用 研 究工 作 。 美 国 国家 自然科 学 基金 会资 助 了超 过 ５ ０ ０ 项 有 关石 墨烯 的研 究 ， 重 点包 括石 墨
综合 发展 水 平 前 ３ 的 国家 为 别为 ： 中 国、 美 国和 韩 国 。 其 中 中 国处 在 相 对
球第 ｌ 家专业 从 事石墨 烯研 发 和产业 化的新型 研发机 构—— 江 南石墨烯研 究院， 同期启 动 常州 市石 墨 烯科 技产 业 园建 设 。 其“ 研 究 院＋ 孵 化（ 加 速） 器 ＋产 业 园” 的 产 业创 新 链 条 让石 墨 烯 产 业 在江 南 落地 生根 ， 产研结 合 的建
量 均居 世界 之 首 ， 其 中石 墨 产量 约 占 世 界 总产 量 的 ４ ５ ％， 在 石 墨烯 的 产业 化 进程 中拥 有一 定优 势 。 石 墨烯 研 究 刚刚 起步 之时 ， 我 国就 重视 对石 墨烯 研 发 的资 金 支持 。 尤 其 是“ 十二五 ” 期 间， 我 国 石 墨 烯 材 料 及 应 用 在 技 术 研发 、 生 产 工艺 等方 面取 得 了重要 突 破， 各领域应 用效果逐步 显现 ， 石墨烯 产业化 步伐 明显加 快。 目前 ， 我 国拥 有全球超过 １ ／ ３ 的石 墨烯 研发 专利 ， 在石 墨烯制备 、 性能研 发等方面 走在 了世界 前列 。 ２ ０ １ ６ 年７ 月 １ ２ 日在江苏常州发布 的（ （ 新 华（ 常州） 全 球石墨烯指数报告 显示 ， ２ ０ １ ５ 年， 中国 已超越美 国、 韩国， 在全 球石墨烯 产业 综合发展实力榜上居 首位 。 全球 石 墨烯 指 数 评 价 结 果 显 示 （ 图１ ） ， ２ ０ １ ５ 年 样 本 国 家石 墨烯 产 业
石墨烯在光伏领域中的应用
石墨烯在光伏领域中的应用石墨烯是目前世界上最薄的材料，仅有一个原子厚度，却具有出色的导电性和光学性能。
这 unique 的特质使得石墨烯成为了近年来科学界研究热点之一，同时也被广泛地应用于各个领域。
其中，在光伏领域，石墨烯的应用也逐渐受到人们的重视。
一、石墨烯在光伏领域中的应用概况石墨烯在光伏领域中的应用主要有两个方向。
一是用石墨烯制造太阳能电池，以提高电池效率和降低成本；另一个方向是用石墨烯制造光伏材料，以提高光伏材料的转化效率和耐久性。
在太阳能电池方面，石墨烯的最大优势是能够提高电池的效率。
由于其超强的导电性和光学透过率，可以充分吸收太阳光，并将电子传导到电极上，从而提高电池的发电效率。
同时，石墨烯还可以被用作窄带透射滤光器，防止太阳光在太阳能电池内部的反射和损耗。
在光伏材料方面，石墨烯的应用主要是作为光伏材料的增强剂和防腐剂。
石墨烯可以被添加到传统的光伏材料中，加强光伏材料的力学性能和稳定性，同时减少材料的老化速度，提高材料的使用寿命。
此外，石墨烯还可以作为光敏器件的基底材料，以提高器件的转化效率和降低功率损耗。
二、石墨烯在太阳能电池中的应用石墨烯作为太阳能电池的材料，主要有两种应用方式：一是用石墨烯制造电极，二是将石墨烯作为添加剂加入到其他材料中。
目前，用石墨烯制造电极的方法已经被广泛地研究和应用。
石墨烯可以被用作电极材料，主要是由于其极高的导电性和电子移动能力。
最近的一项研究表明，用石墨烯制造的电极可以提高太阳能电池的效率，同时还能有效地防止电池老化。
此外，石墨烯还可以被使用于半透明太阳能电池中，如果将石墨烯的透明性和导电性相结合，可以制造出高透明度、高通量的太阳能电池。
除了作为电极材料，石墨烯还可以被添加到其他材料中，用于改进太阳能电池的性能。
例如，石墨烯可以被添加到有机太阳能电池中，通过提高材料的导电性和光学透过率，提高了太阳能电池的转换效率。
同时，石墨烯还可以被添加到铜铟镓硒的薄膜太阳能电池中，以保护太阳能电池免受湿度和氧气的氧化，提高太阳能电池的稳定性和使用寿命。
石墨烯在海水淡化领域的应用
石墨烯在海水淡化领域的应用摘要：石墨烯以其独特的结构、性质及潜在的应用,吸引了无数科学工作者的眼光，已成为材料、化学、物理等众多领域研究的热点。
本文介绍石墨烯应用在海水淡化领域相比现有海水脱盐反渗透技术的优势，重点阐述了杭州驰飞超声波设备有限公司（以下简称“驰飞超声波”）研制超声波纳米制备装置，为规模化制备高质量石墨烯提出了新思路。
关键词：驰飞超声波；超声波纳米制备装置；石墨烯；海水淡化在世界上许多地方，淡水的供应正在日趋减少，随着人口的增长，这一问题还将持续严峻。
因此，有不少人都将目光转向了几乎是无限供应的海水，各种海水淡化技术也应运而生，但到目前为止，它们还都过于昂贵，无法大范围、低成本推广。
目前海水脱盐最常用的是反渗透技术。
其工作原理是用一种特制的膜来过滤海水中的盐。
但由于这些薄膜上的小孔极为致密，需要非常大的压力迫使海水通过薄膜，因此，在淡化海水的同时还需要消耗不少的能源。
目前科学家研究发现，通过精确控制多孔石墨烯的孔径并向其中添加其他材料的方法，改变石墨烯小孔边缘的性质，使其能够排斥或吸引水分子。
这样这种特制的石墨烯就如同筛子一样能快速地滤掉海水中的盐，而只留下水分子。
计算机模拟结果显示，这种石墨烯筛子的性能非常优秀，能够快速地完成海水淡化过程。
相比之下，在相同的压力下，这一石墨烯新技术在过滤速度上可比反渗透薄膜技术快数百倍，或者它能在同样过滤速度下，节约更多的能源。
海水淡化是一项庞大的工程，需要大量石墨烯来进行筛分水分子，而限制石墨烯在海水淡化领域发展的重要因素是石墨烯制备。
目前石墨烯制备的方式很多，例如氧化还原法、气相沉淀法、机械剥离法、溶剂热法，其中不乏一些制备的石墨烯纯度高、杂质少的制备方法，但是这些石墨烯制取方式只适合小规模试验室研究，要实现工业化生产还有很多问题。
驰飞超声波将自主研制的超声波纳米制备装置和传统的石墨烯制备方式结合，结果表明加入超声波纳米制备装置后，所有方式合成的石墨烯产量和纯度都提高了。
石墨烯电镀应用例子
石墨烯电镀应用例子
石墨烯电镀是一种新型的表面处理技术，能够在金属表面形成一层石墨烯薄膜，从而提高材料的性能和稳定性。
下面介绍几个石墨烯电镀的应用例子：
1. 电镀石墨烯铜箔
石墨烯铜箔是一种新型的导电材料，能够在微电子、半导体、太阳能等领域得到广泛应用。
通过石墨烯电镀技术，可以在铜箔表面形成一层薄膜，提高导电性和抗氧化性能，从而延长材料的使用寿命。
2. 石墨烯修饰电极
石墨烯修饰电极是一种新型的电化学传感器，能够检测微量的物质，如重金属、有机污染物等。
通过石墨烯电镀技术，可以在电极表面形成一层石墨烯薄膜，提高电极的灵敏度和选择性，从而实现高效、准确的检测。
3. 石墨烯涂层
石墨烯涂层是一种新型的防腐保护材料，能够在金属表面形成一层薄膜，提高材料的耐腐蚀性和耐磨性。
通过石墨烯电镀技术，可以在金属表面形成一层石墨烯薄膜，从而提高材料的稳定性和耐久性，延长使用寿命。
总之，石墨烯电镀技术是一种非常有前途的表面处理技术，能够在各种领域得到广泛应用，从而提高材料的性能和稳定性。
- 1 -。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第4章石墨烯的产业化应用实例石墨烯是一种神奇的材料，只要添加一点，其它材料就有可能产生神奇的效果，作为材料界革命性的“超级材料”，它几乎无所不能。
自从2010年开始石墨烯透明导电薄膜和石墨烯触摸屏手机，以及添加了石墨烯材料的防腐涂料、塑料等新材料都表现出了优异的性能，引起了各界的关注。
目前在国，石墨烯粉体，石墨烯薄膜和石墨烯浆料已具备批量化生产的能力，一系列石墨烯的产业化应用也已经大规模铺开。
1、石墨烯粉体所谓“石墨烯粉体”，实际上就是单层石墨烯和多层石墨烯的混合物。
目前公众对石墨烯的理解有些混乱。
一些企业或者是媒体报道中虽然号称“石墨烯”，但是事实上可能仅是石墨而已。
事实上，现在全世界对石墨烯也没有一个明确的定义。
材料+微信公众号容专业，可以关注；资料显示，最初的石墨烯仅指一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜，是只有一个碳原子厚度的二维材料。
2010年诺贝尔物理学表彰的石墨烯研究指的就是这种材料。
后续研究表明，从电学性质上讲，两层与三层、乃至十层的碳原子也具有各自特殊物理性质，目前10层以的说法逐渐被学术界认可。
最近成立的中国石墨烯联盟标准化委员会认定，10层以的碳原子材料才属于石墨烯围。
2、石墨烯透明薄膜而石墨烯透明薄膜是利用甲烷或者其它气体在铜箔上生长石墨烯，也就是所谓的气相沉积法，这种方法生产石墨烯更是与石墨资源毫无关系。
石墨烯薄膜的生产，其实就是把气体通过一系列处理，特别是高温处理，使其生长在金属衬底上，直至在金属衬底上长满。
而石墨烯本身是透明的，对于金属衬底来说，上面有没有附着石墨烯，在颜色上仅稍微有一点点差别，一般人很难看出来。
但是，通过这种方法制作的石墨烯的尺寸，基本取决于金属衬底的大小，石墨烯薄膜的尺寸和技术水平关联度不大。
材料+微信公众号容专业，可以关注；在商业化的环境下，探讨石墨烯薄膜的尺寸意义不大，综合经济成本才是关键性的因素。
在综合经济成本当中，原料虽然可以忽略，但是生产石墨烯以及石墨烯的转移总体来说还是一个很复杂的过程，每一道工序都在无尘的环境中进行。
3、石墨烯浆料石墨烯浆料是可以应用与真空显示屏、锂离子电池等电子器件上的导电添加剂，它一般是由石墨烯在高温下起粘结作用的玻璃粉分散于有机载体中，经过轧制而形成粒度小的浆料。
制成的浆料可以直接出售给下游企业进行显示屏、锂离子电池等的制备。
总体来看，目前批量生产石墨烯的方式主要有三种：一种是利用化学气相沉积法在金属表面生长出层率很高，面积很大的石墨烯薄膜材料；一种是将天然石墨通过物理或者化学的方法粉碎，形成石墨烯粉体看起来就是很细的黑色粉末；最后一种则是石墨烯浆料，通过加入分散剂制备石墨烯导电浆料，便于下游企业进行深加工使用。
也因此，石墨烯的制备的分为：石墨烯薄膜，石墨烯粉体和石墨烯浆料。
国，现在前者以二维碳素科技、格菲电子为代表，中间以第六元素、墨西为代表；后者则是以万鑫石墨谷科技为代表。
4.1 石墨烯透明导电薄膜2016 年3月3日下午，省石墨烯产业技术创新联盟在德阳市成立。
在成立大会上，他们宣布石墨烯透明导电薄膜已经进入中试阶段，不久将正式投产生产。
石墨烯透明导电薄膜，厚度不足毫米，可以随意弯曲，将广泛运用在手机触摸屏等方面，智能手机软屏、柔性液晶面板等。
其实在导电薄膜应用方面，引领全球的国家是国。
三星在2010年6月宣布与国成均馆大学共同制作了30英寸（对角线约76cm）的石墨烯片。
这个巨大石墨烯片的制作方法在某种意义上类似于诺沃肖洛夫所采用的使用胶带的“机械式剥离法”。
材料+微信公众号容专业，可以关注；机械式剥离法是先把粘着胶带(最初使用了Scotch胶带，后来使用的是日本的日东胶带)贴在石墨上，然后通过揭下胶带把石墨烯转印到胶带上。
成均馆大学等开发出的方法是采用卷对卷的方式把以CVD法制备于铜(Cu)箔上的石墨烯片转印到大型树脂片上。
下图是成均馆大学[1]采用卷对卷的方式制备转移石墨烯薄膜的过程。
图4.1 卷对卷制备转移石墨烯薄膜卷轴式的转移步骤主要是：1. 将聚合物膜粘在铜箔上的石墨烯膜上；2. 化学刻蚀出去铜箔；3. 将石墨烯薄膜转移到目标基底。
日前，这项技术已经成功申请国际专利，主要应用于生产三星公司的触摸屏透明导电电极。
除了上述的转移方法，在国主要是先在金属基底CVD生长石墨烯，然后用PMMA转移，溶解除去金属和PMMA，制备高质量的石墨烯膜。
在实际生产中，为了减少石墨烯膜在转移过程中出现的不完整现象，通常会采用两种方法，再用丙酮溶解PMMA之前滴加少量PMMA溶液部分溶解前一步沉积的PMMA，有利于减少石墨烯与PMMA间的作用力，增强石墨烯与目标基底的接触，保证石墨烯膜的完整性；另外一种方法则是在Cu片上生长石墨烯薄膜，用PMMA转移，用氯化铁溶解金属铜，然后转移到其他基底表面，最后用丙酮溶解去除PMMA，最后把沉积有石墨烯薄膜的基底浸入到浓硝酸中得到P型掺杂的透明导电薄膜。
由于其优越的性能，这种透明导电薄膜一般生产成本比较高，产品只适用于高端领域比如航空航天触摸屏，显示屏。
图4.2 石墨烯薄膜的PMMA转移法石墨烯透明导电薄膜主要用在太阳能电池和显示器件等方面。
图4.3 石墨烯透明导电薄膜的主要应用大比表面积和宽波段高透光率，可以在很大程度上增加到达激活区的太阳辐射，提高电池在高能谱区的灵敏度，同时还可以用作激活区的抗反射层提高透过率; 另外由于石墨烯的高空穴传输性同时还可以作为功能层应用在太阳能电池中，因此石墨烯薄膜在染料敏华太阳能电池和光伏电池领域的应用得到飞速发展。
石墨烯薄膜作为电池的电极，通常用来取代传统的氧化物导电薄膜（比如氧化锡，氧化铟）等形成电池的电极组成部分。
下图为石墨烯太阳能电池结构示意图。
图4.4 石墨烯太阳能电池结构示意图 (从上到下依次为：Ag - BCP - Cu - CuPc - PEDOT:PSS - Graphene-Quantum Substrate，其中石墨烯替代了之前的ITO薄膜)平板显示器目前从电子表、游戏机到通讯设备、检测仪器，以及办公室自动化设备，便携个人电脑、电子记事本、录相机、壁挂电视等等无所不用，因为它可达到薄轻如纸，画面精美、低电压、低功耗的要求。
而石墨烯透明导电薄膜由于其超薄、透光率高、原料廉价以及性能稳定而备受研究者青睐。
如下图：图4.5 石墨烯薄膜显示器 (1-8层分别是：玻璃-石墨烯-Cr/Au层-聚乙烯醇-液晶-取向层-ITO-玻璃)借助光学显微镜和拉曼在玻璃基底上制备石墨烯薄膜，同时在其边缘镀上金属铬和金形成一个金属窗，和另一片ITO 形成夹层，在夹层间填上液晶分子，制备出具有高对比度的LCD 器件。
4.2 石墨烯导电浆料在鸡西，一批石墨矿石被采出后经初加工形成了高纯度石墨原料，接着被运到500公里外的。
在松花江北岸万鑫石墨谷科技生产线上，它们经历一套世界水准复杂工艺的洗礼，完成从“路人”到“明星”的惊人巨变——普通石墨原料成为拥有超高电导性能的石墨烯产品，国外多家主流锂电池生产企业已决定采用冰城石墨烯产品。
材料+微信公众号容专业，可以关注；眼下，数吨石墨烯产品将从发货，不久将走上一家国外大型锂电池企业的生产线。
石墨烯产品目前主要以导电浆料形态下线，便于下游采购企业直接使用。
石墨烯导电浆料本质上就是石墨烯与聚合物的复合，即石墨烯导电添加剂。
石墨烯在锂离子电池上的应用主要有：1.石墨烯在锂离子负极的应用：石墨烯直接作为锂离子电池负极，这个实现的方式就是石墨烯透明导电薄膜；石墨烯/SnO2 复合材料或石墨烯/Si 复合材料作为锂离子电池的负极，这方面的应用主要涉及石墨烯粉体的应用。
2.石墨烯在锂离子电池的正极的应用：石墨烯与磷酸铁锂、磷酸钒锂的复合做正极，这也是石墨烯粉体的下游应用。
3.石墨烯作为锂电池的导体添加剂则是石墨烯浆料的应用。
在锂离子电池中加入石墨烯导电浆料后，锂电池的大电流充放电性能、循环稳定性和安全性都得到了极大改善，其效果甚至超出了目前高性能动力锂电池用的碳纳米管导电添加剂。
针对不同的聚合物基体和不同的需求，石墨烯浆料的制备方法主要有溶液混合。
熔融共混和原位聚合法。
其中熔融混合法因为成本低，是工业化最常见的方法。
4.3 石墨烯粉体对石墨烯进行二次开发，解决分散、组装、成型等关键技术，实现石墨烯材料的复合化、成型化和功能化，是石墨烯粉体商业化发展的必由之路。
目前，国各石墨烯相关企业纷纷在自身技术优势的基础上，开展石墨烯的下游应用，涉及的领域主要集中在锂离子电池、超级电容器、柔性显示屏、防护涂料、污水处理、人工肌肉等几个方面。
在这些应用领域中，功能性涂料、锂离子电池、水污染处理三方面的研究最多，也是目前石墨烯应用中较成熟的领域。
4.3.1 涂料篇众所周知，金属腐蚀是一个很严重的全球性问题，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，制备高性能的防腐涂料迫在眉睫。
对于涂料来说，我们首先要解决涂料黏着性的问题，漆膜在基材上的附着一般认为是化学附着，也是最主要的漆膜附着类型。
考察漆膜对被涂物体表面的附着性，通常需要考虑以下三个方面的因素：(1) 液态成膜物质对板材的“润湿程度”；涂料对基材的润湿是透过涂料的流动来实现的。
漆液在应用中必须呈很好的流动态，即使粉末涂料也必须达到流动态；只能透过漆液的流动来湿润被涂表面，才能达到漆膜对基材良好附着的目的。
(2)基材表面上“定向吸附层”的形成；(3)成膜物与基材接口形成“双电子层”。
(静电力)4.3.1.1 防腐蚀涂料依据耐腐蚀机理，考虑石墨烯是化学惰性物质，可起到阻隔的作用，防止其与腐蚀介质接触，从而保护基底材料免受剧烈化学反应的影响。
石墨烯对于基底物质，特别是金属材料的保护主要是形成沉积层，起到阻隔作用。
晶格的大小是判断沉积层耐腐蚀性能的重要依据，半径越小其阻隔性能越好，耐蚀性能就越好。
对于复合镀层中的石墨烯来说，石墨烯所具备的独特结构使得它能更好的穿插于多个镀层金属晶粒之间，降低晶粒尺寸，填充镀层空洞裂纹。
材料+微信公众号容专业，可以关注；从电化学角度来说，石墨烯能更好地钝化镀层金属，使镀层的耐蚀性能进一步得到提高。
对于复合涂料中的石墨烯，导电的石墨烯有着比其他无机惰性物质芯片具有更低的密度和更高的视径比(AspectRatio)，材料+微信公众号容专业，可以关注；这意味着增加了腐蚀介质渗透路径的曲折程度，可以增加防止腐蚀介质到达基底物质的难度。
石墨烯本身带有的基团使其容易与其他有机物复合，获得耐蚀性能更强的膜层。
同时，石墨烯被证明具有抗菌性，加入到防腐涂料中可提高涂料的防污性能。
石墨烯的抑菌性被2010年美国科学家Akhavan等所报道，石墨烯与细菌直接接触时，石墨烯就像纳米级无比锋利的刀片直接通过机械损伤来破坏细菌膜结构；另一方面，由于石墨烯优良的电子传输特性使得石墨烯能够轻易改变细菌膜表面的电位，从而引起膜表面细胞呼吸、电子传输，信号传输等功能混乱，导致细菌体生化异常以致死亡。