石墨原矿一步法直接制备石墨烯

地区:上海市 宝山区

关键词:中国科学院山西煤炭化学研究所

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000002883

成果描述:

天然石墨是制备石墨烯的主要原料。而天然石墨通常是从石墨矿经过复杂程序提取出来的,其中微晶(隐晶质)石墨矿天然可浮性差而不适合浮选工艺。据悉,中国石墨矿储量约占世界总储量的75%,产量占世界总产量约70%。该项目能提供从石墨原矿直接电化学高效制备石墨烯的新思路,适合于微晶石墨原矿或高品位的鳞片石墨矿,属于原创技术。该技术依据石墨原矿特性(如导电性、石墨晶粒的大小和含量)以及石墨与矿物杂质(如硅酸盐等)密度和溶解度不同进行工艺设计。所得石墨烯粉可以用来制备导电墨、电极材料以及膜材料等,并且其具有取代炭黑的潜在商业价值。技术指标:石墨烯原料与产品要点:原料:微晶(隐晶质)石墨矿;高品位鳞片石墨矿。石墨烯产品性能指标:石墨烯粉:1-5原子层的产物>50%,含碳量>95wt%。石墨烯墨涂布的薄膜导电性:方阻<10Ω/□。石墨烯基锂离子电池电极材料: 100次循环后的稳定比电容320 mAh/g,库仑效率> 99.5%。产品应用领域及市场前景:高端添加剂,能广泛应用于锂离子电池、燃料电池、油墨、涂料、塑料、橡胶、轮胎、鞋业、纺织材料等领域。锂离子电池负极材料,可取代球形石墨;各向同性模具;静电电磁屏蔽涂层;手机、电脑LED照明等的散热材料。相关材料经进一步处理还能在储能、电子信息、传感器、生物医药、复合材料、水处理、功能材料、结构材料、生物、化工和军事等多个领域得到广泛应用。主要设备及投资:石墨烯小试(10公斤级石墨烯粉)需投资500万元;中试(1吨级石墨烯粉)需投资约2500万元。
需求匹配