石墨烯材料研究点评(附股)_关于石墨烯相关研究
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石墨烯是最理想的电极和半导体材料,制备并稳定组装是制约其产业化的最大难点。
石墨烯是一种二维的单层碳原子结构材料,它不仅是世界上最强、最坚硬、最薄的物质,同时由于它在已知的材料中电阻率最小、导热系数最高,因此也是最理想的电极和半导体材料,被认为可以引发现代电子科技和信息技术的革命。IBM 和三星每年都在加大研发投入,来开发这种有望替代硅的材料,用以生产更高效更轻薄的电子设备。
但是,石墨烯由于结构特点,很难长时间稳定存在,所以其应用难点在于怎样便宜的生产和组装它。采用纳米材料做基底来生产石墨烯是目前公认比较容易实现的思路。
一、驱动事件
1、石墨烯纸电池,将世界上最薄的材料石墨烯制成一张纸,然后用激光或照相机闪光灯的闪光震击,将其弄成千疮百孔状,充分扩大该片材内部结构间隔,以允许更多的电解质“润湿”及锂离子电池中的锂离子获得高速率通道的性能。
研究发现,这种被弄成千疮百孔的单层石墨烯纸可以作为锂电池的阳极,石墨烯薄片的高导电性使得电子能够在阳极进行高效传输,锂离子使用这些裂缝和孔隙作为捷径,在石墨烯中快速移进移出,极大提高了电池的整体功率密度。
据了解,这种石墨烯阳极材料比如今锂离子电池中惯用的石墨阳极充电或放电速度快10倍,甚至在超过1000个充电/放电周期后仍能持续成功运行,未来可驱动电动车,可以大大缩短手机和笔记本电脑等电子设备的充电时间。
这种石墨烯纸阳极制作比较简单,而且将其暴露于激光或照相机闪光灯的闪光下是一种简单、廉价的复制过程也可以制作成任意的大小和形状。研究人员表示,下一步将会为石墨烯阳极材料配对同样高效率的阴极材料,以构建一个完整的新型电池。
2、19日上午,常州石墨烯科技产业园开工仪式在武进经发区举行。市、区领导方国强、周斌、臧建中、凌光耀、王友东出席活动。
常州石墨烯科技产业园总占地450亩,建筑面积35万平方米,将致力于搭建石墨烯产业发展的专门平台,推动石墨烯材料的研发应用与产业化。按照“搭建平台、招才引智、孵化企业、培育产业”的发展理念,围绕“一核三区”的总体布局,产业园将规划建设石墨烯研究院与孵化区、加速区、产业区。根据发展规划,在运营后3-5年内,产业园入驻企业力争形成年产值100亿元的规模,并力争有10家入驻企业上市。依靠冯冠平教授团队在石墨烯材料领域雄厚的研发实力,产业园将带动江苏省乃至全国石墨烯领域的高层次研发团队和人才的集聚效应,在武进成立石墨烯产业总部(研发中心),集研发、培训及产业总部于一体,打造国家级石墨烯产业总部基地。
3、日前,挪威科技大学的研究人员开发出一种低成本的方法,能够在砷化镓纳米线上生长出石墨烯,该团队目前已用这种方法制成了一种透明的可弯曲柔性电极,并申请了专利准备商业化。该则消息于9 月11 日在美国的DailyScience 网站发布。
4、砷化镓纳米线生长石墨烯的技术将有望成为新型电子设备制造的基础,加速石墨烯的商业化进程,为半导体产业带来变革。这只是将其作为一种半导体器件制造的新方法,使之成为制造新型电子设备的基础材料。从技术及性能上看,这种石墨烯-半导体混合体材料具有优良的光电性能和透明、可弯曲特性,能够帮助突破现有的设计限制,制造出柔性触摸屏等设备。
从产业可行性上看,这项新技术能够适用于大多数制造商现有的生产设备,而不需要更换整条生产线。
从应用拓展上看,这项纳米线技术极有可能先在发光二级管和新型太阳能电池中使用,使太阳能电池同时具备高效、柔性和低成本的特性;用于制造自供电的纳米器械和由石墨烯、纳米半导体丝制成的3D 集成电路,用于自供电的消费类电子产品,成为未来电子和光电器件的平台,出现在从手机、平板电脑、服装到便签簿在内的各个生活角落。
5、全球首条石墨烯生产线开工
全球第一条石墨烯生产线前天在慈东滨海区正式开工建设,至此,这个差点花落他乡的高科技项目终于在宁波落地生根。
据浙江在线报道,石墨烯项目一期投资2.1亿元,年产石墨烯300吨。“保守估计,这种材料仅替代市场的潜力就有数十亿甚至上百亿元。”宁波墨西科技有限公司总经理林立新说。
石墨烯是目前世界上已发现的最薄、最坚硬的纳米材料,它不但可以用来开发制造纸片一样的超轻型飞机材料,还能做出超坚韧的防弹衣。
中科院宁波材料所研发出石墨烯产业化制备技术,将石墨烯的制造成本从每克5000元降至每克3元,但是这个重大项目因为宁波天使投资人没有及时出手而险些与宁波失之交臂。4月10日,慈东滨海区管委会与上海南江集团控股的宁波墨西科技有限公司开始接触,为石墨烯生产基地选点考察,并积极洽谈,半个月后双方达成初步投资意向。
此后,滨海区管委会开通“绿色通道”,办理公司登记注册,并免费为该项目提供临时筹建处。经过5个月时间的筹备,这个全球瞩目的项目终于在慈东滨海区开工建设。
数据显示,石墨烯概念股主要包括中国宝安(000009)、金路集团(000510)、力合股份
(000532)、南风化工(000737)、中钢吉炭(000928)维科精华(600152)华丽家族(600503)、方大炭素(600516)等公司。
二、重点上市公司
金路集团、中国宝安、中钢吉炭、方大碳素、工大高新。
1、000510 金路集团
2011年与中国社科院金属所达成协议,出资1500 万用于石墨烯及产业化的研发,主要方向是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三个方面。
2011年6月10日,公司与中国科学院金属研究所在辽宁省沈阳市签订了《技术开发合同》,双方同意在石墨烯研发及产业化方面展开平等互利的合作。本次合作需要投入研究开发经费1500.00万元。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,金路集团负责提供研发经费,并组织相关团队进行产业化及市场开发方面的工作。合作期限:2011年6月10日~2013 年12月31日。2012年1月披露,德阳市旌阳区科学技术局决定向公司拨付电池级石墨烯中试孵化资金1000万元。截至目前,公司与中科院金属所合作研究开发石墨烯项目已投入资金900万元。公司将把政府拨付的孵化资金,专项用于开展电池级石墨烯(层数在10层以下的石墨烯混合体)中试。
2012年1月披露2011年度中科院金属所石墨烯项目研发进展情况。石墨烯制备研发进展:在现有实验室条件下,能实现石墨烯(层数在10层以下的石墨烯混合体)的制备,每批次(需两天左右时间)能制备石墨烯(层数在10层以下的石墨烯混合体)30克,石墨烯透明导电薄膜研发进展:实现石墨烯透明导电薄膜的实验室制备,制备出4英寸石墨烯透明导电薄膜,石墨烯三维网络散热材料研发进展情况:研制一种具有三维连通网络结构的石墨烯泡沫体材料,取得实验室样品,动力电池用石墨烯基电极材料研发进展情况:基本确立了石墨烯使用的种类和添加量,并且结合电池材料制备过程和实验结果,初步建立了石墨烯的使用标准,完成了石墨烯材料需要按照电池材料要求进行测试和分析及建立基本的数据指标的确定,开发了石墨烯与磷酸亚铁锂复合的新工艺路线,在现有实验室条件下,每批次(需一天左右时间)可制得电极材料2公斤。2012年中报披露,目前,电池级石墨烯中试研发的相关工作正在进行之中。
2、000009 中国宝安
控股子公司贝特瑞是国内最大的锂电池负极材料生产商,它研制的石墨烯产品目前已小量试
产,若能大量应用到负极材料中,将极大提升其性能,对其主营业务也有极大的促进。2011年11月披露,贝特瑞公司投入开发的石墨烯项目完成了中试线建设,工艺优化和中试生产,石墨烯日产量已稳定在1公斤以上,在此基础上通过增加设备,日产量即可相应提高(目前中试生产出来的石墨烯产品为单层石墨烯和多层石墨烯混合物,其中单层石墨烯由1层碳原子层构成,多层石墨烯主要由2-10层碳原子层构成,厚度在3.5纳米以下)。贝特瑞公司已确定后续批量化生产工艺路线。与此同时,贝特瑞公司已经开展探索石墨烯的应用工作。石墨烯在相关电池等方面运用将有助于降低电池内阻,提升充放电速度。2012年1月披露,贝特瑞公司向国家知识产权局提交的与石墨烯相关的专利申请共4项,其中1项申请已公开,另外3项申请已被国家知识产权局受理。
2011年3月公司披露,贝特瑞公司已分别在黑龙江省鹤岗市和鸡西市成立了鹤岗宝安新能源公司和鸡西市贝特瑞石墨产业园公司,其中鹤岗宝安新能源公司位于鹤岗市云山地区的探矿权已进入鹤岗市政府审批程序(风险提示:该探矿权具体位置尚未明确,面积未知,且公司无法确定能否取得探矿权,也无法确定取得探矿权后能否探出矿)。鸡西市政府麻政函
[2011]6号文表示:将协调相关部门“为企业提供可满足50年生产期的石墨资源配置”。据了解,该拟购买的石墨矿资源位于鸡西市柳毛地区,资源储量为5000万吨以上。2012年中报披露,公司正配合相关政府部门积极办理石墨矿产资源的采矿证,争取年底前获得。2011年4月,与李洪生协商谈判后,初步确定由李洪生以孙耀斌的名义和贝特瑞共同出资成立一家新公司鸡西市长源矿业(拟命名),其中对方以所持的石墨采矿,选矿设备等资产评估作价后出资。新公司成立后,将向相关政府部门申请办理郎家沟矿段新设采矿权证等相关手续,办理站前矿段采矿证的延期,变更,扩储等相关事宜。据黑龙江省矿产地质第一调查研究所1983年勘探地质报告,上述两个矿段的石墨矿石储量合计为7000万吨左右。目前估计仍有5000万吨以上的储量,其中郎家沟矿段3000万吨以上,站前矿段2000万吨左右。
3、000928 中钢吉炭
在碳纳米管、碳纤维等石墨相关领域的研发实力强大,有望在石墨烯产业机会中获得先机。
4、600516 方大炭素
主业为石墨制品,石墨电极产能20 万吨,居亚洲第一、世界第三。下属子公司成都炭素具有4000吨等静压石墨产能,致力于新型炭材料产业的研究。
2012年9月,公司拟延长决议有效期12个月。2011年11月,股东大会同意公司以不低于12.16元/股定向增发不超过2.315亿股,募资不超过28.15亿元。约21亿元(定向增发募资18亿元+节余募资3.06亿元)建设3万吨/年特种石墨制造与加工项目,该项目建设期约2
2个月,项目达产后,预计可新增年销售收入30亿元,可实现年税后利润6.94亿元,10.2亿投资辽宁葫芦岛10万吨/年油系针状焦工程,该项目建设期约两年,项目达产后,预计可新增年销售收入18.77亿元,可实现年税后利润1.67亿元。本次募投项目完成后,公司将建成全球最大的特种石墨生产基地,针状焦及超高功率石墨电极的综合产能也将位居全球炭素企业首位。
2010年11月,公司与成都市政府签订战略合作协议,在成都资阳工业发展区设立方大科技产业园,该园区占地1200亩,总投资金额约为21.2亿元,包含三个公司拟建项目:特种石墨生产基地项目,子公司成都蓉光炭素公司建设项目和新型炭材料研发中心项目。特种石墨生产基地项目拟新增特种石墨生产能力,项目占地750亩,投资金额约为14.6亿元,建立子公司成都蓉光炭素股份有限公司项目占地250亩,投资金额约为4.6亿元,新型炭材料研发中心项目占地200亩,投资金额约为2亿元。设立产业园事项正在与政府洽谈之中,正式协议尚未签订。
5、600701 工大高新
公司公告称,8月30日,有媒体刊登了题为《黑龙江欲打造“国际石墨谷”—石墨产业科技发展实施方案出台》的文章,有媒体进行了转载。报道称:“石墨产业链公司将直接受益。一直传闻欲借壳工大高新(600701)上市的黑龙江奥宇石墨集团,作为当地一家以生产各种规格的天然鳞片石墨、密封材料、石墨纸及石墨深加工、球形石墨、微粉石墨、尾矿砂空心砖等为主的循环利用集团公司,也将在行业大发展中受益。
对此,工大高新回应称,经向控股股东及公司管理层核实,公司目前尚无涉及石墨产品项目或相关规划。控股股东目前未有对公司进行资产重组及借壳意向,其未与任何单位及个人接洽公司借壳事宜。