近年來，在我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的帶動下，作為核心部件的動力電池產(chǎn)業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，2017年我國動力電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模居于世界首位。

新能源汽車發(fā)展基本方向是電動化，2017年中國新能源汽車產(chǎn)銷量已經(jīng)接近80萬輛規(guī)模，純電動汽車占比已經(jīng)超90%以上。

近年來研究表明，納米電極材料有望提供相當(dāng)于現(xiàn)在商用鋰離子電池數(shù)倍的能量或功率密度，但該材料此前只能在負(fù)載量極低的超薄研究型電極中達到其優(yōu)異性能，難以在需要較高負(fù)載量的商用器件中實現(xiàn)其應(yīng)有潛力。美國加州大學(xué)洛杉磯分校段鑲鋒教授團隊最近研制出一種三維多孔石墨烯復(fù)合電極材料，成功地解決了電極性能隨著負(fù)載量急劇下降的關(guān)鍵難題，使得制備高負(fù)載的高性能電極成為可能。相關(guān)研究成果美國時間11日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

這七大趨勢分別對未來石墨烯行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)鏈整合、價格走勢，以及石墨烯在儲能、先進電子、復(fù)合材料等主要應(yīng)用領(lǐng)域的研發(fā)趨勢進行了展望。

石墨烯被譽為21世紀(jì)的“黑金材料”，在全球引起廣泛關(guān)注，涌現(xiàn)了超級石墨烯玻璃、超級石墨烯光纖、標(biāo)號性石墨烯薄膜、石墨烯納米墻、電致變色窗、觸摸屏、智能投影墻、石墨烯超級電容器、石墨烯無紡布、粉體石墨烯、核石墨等一系列令人眼花繚亂的應(yīng)用研究。

近年來，高性能電化學(xué)儲能裝置的需求量大幅上升，于是很多學(xué)者都開始投入到對更卓越電極材料的開發(fā)和研究中。在這方面，石墨烯基材料吸引了大量目光。由于能提升現(xiàn)有設(shè)備性能，并使下一代設(shè)備更實用，石墨烯基材料被看作是前景深遠的高性能電極材料。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是近年來石墨烯技術(shù)的提升，石墨烯添加劑技術(shù)已經(jīng)進入到潤滑油領(lǐng)域。從技術(shù)角度來講，石墨烯的潤滑原理和之前的抗磨添加劑的作用方式并不完全一樣——由于石墨烯的分子顆粒非常小，因此它能在缸壁與活塞之間進行摩擦?xí)r產(chǎn)生滾珠效應(yīng)，把滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，同時還能像膩子一樣把缸壁上不平整的地方抹平。

我們知道，近期三星的爆炸事件、蘋果手機的自動關(guān)機事件，就是電池與手機的兼容性問題。這其實就是由于手機的電池續(xù)航能力、以及支持能力存在的巨大安全隱患。因為“智能手機”中有大量芯片，比如音頻芯片、視頻芯片、電源管理芯片、ISP芯片（拍照用）、WIFI芯片、CPU、GPU、基帶等等，人們對智能手機的性能的要求越來越高，尤其是續(xù)航能力，所以這些芯片的負(fù)荷也就越來越高。

近幾年來，石墨烯這種獲過諾獎的材料一直廣受社會關(guān)注，在相關(guān)媒體上也充滿了各種“石墨烯電池”等方面的新聞。廣大群眾此時可能會好奇：石墨烯這種材料到底有多少用處，能不能依靠它來解決目前材料、電池等方面遇到的一系列技術(shù)瓶頸，幫助電動汽車、儲能等行業(yè)實現(xiàn)飛躍？

石墨烯是目前在科技界最為流行的一種高性能材料，單層原子的厚度和各種優(yōu)良性能，使它在各行各業(yè)都具有極高的應(yīng)用潛力。從導(dǎo)電材料到電磁再到纖維，跨越26個領(lǐng)域的石墨烯，可以說是目前世界上最薄也是最堅硬的材料，從神奇的石墨烯紙片到快速充電電池再到石墨烯導(dǎo)電塑料、石墨烯屏蔽線、石墨烯地?zé)崞⑹┤嵝允謾C、石墨烯碳纖維、石墨烯導(dǎo)熱膜，更有可能替代硅，制造未來新一代超級計算機。但是我們相信石墨烯的潛力遠不止這些。

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，所以又叫做單原子層石墨。它的厚度大約為0.335nm，根據(jù)制備方式的不同而存在不同的起伏，通常在垂直方向的高度大約1nm左右，水平方向?qū)挾却蠹s10nm到25nm，是除金剛石以外所有碳晶體（零維富勒烯，一維碳納米管，三維體向石墨）的基本結(jié)構(gòu)單元。

針對原料和用途的不同，相應(yīng)的有幾種不同方法。通常來講有氣相沉積法，氧化還原法，插層法。

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，所以又叫做單原子層石墨。英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。石墨烯常見的粉體生產(chǎn)的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法，薄膜生產(chǎn)方法為化學(xué)氣相沉積法（CVD）。由于其十分良好的強度、柔韌、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)特性，在物理學(xué)、材料學(xué)、電子信息、計算機、航空航天等領(lǐng)域都得到了長足的發(fā)展。

石墨烯應(yīng)用在鋰離子電池、超級電容器、鋰硫電池、燃料電池到太陽能電池，屢見技術(shù)突破也已經(jīng)是不爭的事實，那為何迄今在市面上還看不到實用的商品？

綠色”的能量儲運體系已成為當(dāng)前能源領(lǐng)域的關(guān)注熱點，鋰電作為其中重要的一個分支，其性能的提升是科研工作者關(guān)注的重點。隨著研究的不斷發(fā)展，高性能鋰電電極材料層出不窮。實際應(yīng)用中，所制備材料性能無法完全發(fā)揮是制約其實現(xiàn)高能量密度、高功率密度的關(guān)鍵。石墨烯的高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、高比表面積、等諸多優(yōu)良特性，一定程度上對解決該問題有著非常重要的理論和工程價值。石墨烯在用作鋰離子電池正負(fù)極材料方面具有以下優(yōu)勢：

2017年，英國和中國的科學(xué)家先后利用不同方法，實現(xiàn)了對氧化石墨烯層間距的精確控制，使得體積較小的水分子可以順利通過，而鹽離子則被“堵在門外”。該成果展現(xiàn)了氧化石墨烯在海水淡化領(lǐng)域的巨大潛力。

新材料是國家七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，也是我國石化和化學(xué)工業(yè)加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的重要著力點，并且與能源、信息、裝備制造、節(jié)能環(huán)保、生物醫(yī)學(xué)等產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)。目前，新材料已被列入國家、各級地方政府以及生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)劃重點，投資者重點研究的熱點領(lǐng)域。材料的“新”與“舊”其實是相對的，既取決于產(chǎn)品本身的技術(shù)含量、使用性能、工藝水平，也與該國的社會發(fā)展階段、區(qū)域市場的稀缺程度有關(guān)。

利用超聲和攪拌等方法將石墨烯粉末均勻分散于有機溶劑中，得到濃度為0.05mg/ml～0.5mg/ml的石墨烯溶液，通過抽濾的方法將石墨烯均勻覆蓋于有機濾膜或水系濾膜之上，再通過機械剝離、浸泡或有機溶劑溶解的方法將石墨烯薄膜和濾膜分離，得到石墨烯薄膜，在石墨烯薄膜上加上電極，對其施加電壓即可產(chǎn)生熱量。由于石墨烯獨特的二維納米結(jié)構(gòu)，大的厚徑比、高的比表面積的特性，通過以上的制備工藝，使得石墨烯片層之間形成均勻連通的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，在施加較低的電壓（1～10V）下即可產(chǎn)生較高的熱量。

2004年，兩位俄裔英籍科學(xué)家將石墨烯成功從石墨中分離。石墨烯集合世界上最優(yōu)質(zhì)的各種材料品質(zhì)于一身。石墨烯無疑是過去十年，乃至未來幾十年，所有材料“明星”中最耀眼的一顆。如果說20世紀(jì)是硅的世紀(jì)，神奇的石墨烯則是21世紀(jì)新材料的寵兒。

如果你要涉及石墨烯領(lǐng)域，那你一定不可以滿目的去追求它的應(yīng)用，本文歸納了石墨烯必須要了解的這6個“潛規(guī)則”，這是經(jīng)驗也是教訓(xùn)。