替代 ITO:石墨烯触摸屏产业化之路还有多远?

“触控屏” 已经成为手机、平板电脑的标准配置,主要应用于电子消费品、公共信息终端、工业控制、多媒体教学等, 其市场持续增长。目前,触控屏常用的透明电极材料为氧化铟锡(ITO ),但是有毒性并且资源稀缺,石墨烯由于其高透光率、柔性和强度是触控屏电极的理想材料。

“触控屏” 已经成为手机、平板电脑的标准配置。作为可以提供简单、方便、自然的人机交互方式, 触控屏主要应用于电子消费品、公共信息终端、工业控制、多媒体教学等, 其市场持续增长。目前, 市面上常用的触控屏为电容式, 其工作原理为人的手指在触控屏上接触后会产生耦合电容, 触控屏的IC控制器可以感知到触控屏图形化电极上电流的变化, 从而可以获得触摸的坐标位置。

一般而言, 触控屏中常用的透明电极材料为氧化铟锡(ITO ), 为一种导电氧化物薄膜。ITO透明电极的技术面临瓶颈:

(1)ITO 在可见光范围内表现出不均匀光吸收,因此颜色偏黄, 不适合全波段工作。

(2)ITO导电率较低, 容易造成产品效果不良,而且ITO 厚度较厚, 不符合触控市场更薄、更轻的发展趋势;

(3)ITO材料非常脆,在工业制备中容易损坏, 造成经济损失和资源浪费, 也完全不适合未来柔性触控屏幕的发展趋势;

(4)ITO的化学性质不稳定,同时散热性能较差, 在大功率器件上的应用受到很大限制。

(5)ITO材料具备有毒性, 不利于环保, 同时铟是一种稀有元素,储量低, 价格也曰益增长, 对资源造成浪费,违背了未来绿色节能环保和市场经济发展的必然性趋势。

研究人员一直探寻新的透明导电材料取代ITO材料,例如金属栅格-金属纳米线、导电聚合物、碳纳米管等。这些材料中以碳纳米管性能表现相对突出, 它在全可见光波段均具有非长高的透过率, 但要求碳纳米管的密度要超过一定阈值。虽然单个碳纳米管导电能力较强, 然而不同碳纳米管之间结电阻较高, 较高的密度导致整个碳纳米管膜层电阻增大, 限制了其导电能力,因此, 迫切需要寻找一种光电性能优越的新型透明导电材料。

石墨烯材料在触控屏中的应用优势

石墨烯是由碳原子以sp2 杂化轨道组成六角型晶格的平面薄膜( 图1), 是仅有一层原子厚度的新型二维材料, 在力学、热学、光学、电学等方面均具有十分优异的性质。石墨烯在触控屏中具有明显的应用优势,其主要有点包括:

(1)石墨烯几乎是全透明的,单层石墨烯薄膜从紫外、可见到红外波段的透光率均高达97.7% ,因而不会偏色;

(2)电导率与透光率的矛盾在石墨烯透明电极中可得到很好的解决。石墨烯材料仅一个碳原子层厚, 其载流子迁移率极高, 是迄今为止发现的电导率高的材料;

(3) 石墨烯薄膜具有极高的力学强度, 并且非常柔软( 甚至可以在一定程度折叠) ;

(4)石墨烯的化学性质稳定, 性能受环境的影响较小;

(5)石墨烯是单原子层的碳材料, 不存在毒性, 对环境也无污染, 符合绿色坏保的要求;

(6) 自然界碳元素含鮮常丰富, 因此采用石墨烯作为电极, 原材料的限制较小。

2010年, 韩国三星公司最早将石墨烯膜作为透明电极应用于3.1英寸电阻触控屏,在国内, 中科院重庆研究院致力于石墨烯薄膜的大面积制备与应用技术研究, 2013年1月发布了国内首片15 英寸单层石墨烯薄膜, 并制备了7英寸柔性墨烯电阻式触控屏。图2 所示, 该石墨烯触控屏色质纯净、透光性好、触控灵敏, 特别是在弯曲的情况下同样可以实现良好的触控和书写。这种随意卷曲也不会影响使用效果的触摸屏将促进柔性智能终端的开发。

石墨烯在触控屏中应用的关键技术

大面积石墨烯薄膜一般高温生长于铜箔等金属衬底表面。对于石墨烯的应用而言, 需要将石墨烯从生长衬底转移到所需基底表面。石墨烯电容式触摸屏的工艺分为石墨烯的转移、改性、图形化及其电容屏模组制备四个过程。

1、石墨烯薄膜转移关键技术

石墨烯薄膜的转移方法很多, 目前使用最多的有两类: 基于PMMA 牺牲层的转移方法和热释胶带转移方法。前一种方法: 在石墨烯表面旋涂上聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA), 用酸液刻蚀铜, 然后将石墨烯转移至目标基底上, 最后用丙酮去除PMMA,该方法操作简单, 在实验室大量使用; 后一种方法: 将热释胶带与石墨烯/铜箔贴合,用酸液刻蚀铜, 然后将石墨烯/ 热释胶带与用酸液刻蚀铜, 然后将石墨烯/ 热释胶带与目标基底贴合, 最后热释胶带通过加热转移释放石墨烯。热释胶带转移方法方便大面积使用, 同时通过胶带的裁剪也方便控制转移石墨烯的形状, 因而对于石墨烯触控屏而言,热释胶带转移石墨稀方法更为实用。

2、石墨烯薄膜改性关键技术

根据不同的应用需求, 石墨烯薄膜还需要进行改性增强。对于石墨烯触控屏而言,石墨烯薄膜需要在保持高透光率的条件下进一步增强薄膜的导电性。在载流子迁移率一定的情况下, 通过掺杂改性提高石墨烯载流子浓度是增强石墨烯导电性的重要途径。本征石墨烯的价带和导带在布里渊区中心呈锥形接触, 因此是零带隙的半导体或半金属; 通过表面吸附、晶格空位晶格替换掺杂等途径可改变其能带能级结形成与半导体类似的掺杂效应。目前,石墨烯掺杂改性剂种类很多, 主要有硝酸氯金酸、导电高分子等, 采用的改性方法包括浸泡、熏蒸、原位复合以及旋涂的方式。

3、石墨烯薄膜图形化关键技术

石墨烯是一种由碳原子组成二维材料,具有很好的化学稳定性。一般采用酸和碱很难对石墨烯实现腐蚀, 因此用石墨烯实现电容式触摸屏过程中, 会遇到一个很大的难题: 在现有的触控工艺线条件下实现对石墨烯的刻蚀。要实现对石墨烯的刻蚀— 般的方法包括两个方面:

(1) 由于石墨烯是一种很薄的材料, 只有一个原子层厚,因此可以采用高能量轰击的方式去掉不需要的石墨烯;

( 2) 石墨烯是由碳原子构成,所以可以考虑在特殊条件下与氧气等物质发生化学反应, 从而去除石墨烯。基于此,石墨烯刻蚀方法有三种: 激光刻蚀、氧等离子刻蚀、氧紫外线刻蚀。其中, 石墨烯激光刻蚀法,处理方法较为简单, 同时现有工业化设备可以实现10微米量级的石墨烯图形, 满足在工厂规模化制备的需求。

4、石墨烯触控模组关键技术

石墨烯触控模组制程可分为前段sensor工艺和后段的贴合工艺, 前段工艺

的目的是实现电容式触摸屏的sensor, 而后段工艺则是将sensor与触控芯片贴合组成石墨烯电容式触摸屏成品。其中主要的工艺步骤包括: 银浆的丝印与刻浊、石墨烯sensor与触控芯片的贴合、盖板贴合于除泡。其中, 石墨烯sensor与触控芯片通过柔性印刷电路版(FPC) 进行电气连接,需要经过绑定机器通过一定的压力和高温( 约180℃) 条件与ACF胶粘接绑定。

石墨烯触控屏产业化应用前景

自从石墨烯发现者于2010年获得诺贝尔物理学奖以来, 国内外石墨烯产业开始兴起, 但前期石墨烯产业化的重点为石墨烯原材料的规模化生产, 市场上还缺少一款可供销售的石墨烯薄膜应用商品。

2013年以来, 由于突破了石墨烯电极快速图形化、真空贴合等核心技术,试制出GF/GFE 结构3.5英寸至6 英寸电容式触摸屏和真实多点石墨烯手机工程样机,重庆墨希科技有限公司也随之拉开了石墨烯手机量产的序幕。2015年3月,全球首批3万部5.5英寸量产石墨烯手机在重庆面世, 如图4 所示。在不久的未来, 石墨烯触控屏将应用到更多种类的智能终端中,如平板电脑、电子阅读器、智能穿戴产品等消费类电子产品。

未来, 石墨烯触摸屏技术将在柔性电子产品中大量使用。基于石墨烯薄膜的柔性触摸屏, 能够很好地克服现今的材料与技术限制, 使得触摸屏具有更多的可能性和更好的性能。手机或者电脑等智能电子产品将变得柔软且可折叠,更便于携带。

遍地开花,国内石墨烯研究院及产业园大盘点!

石墨烯由于其独特的电学性能、力学性能、热性能、光学性能和较高的比表面积,使其一经发现便受到人们的广泛关注,被誉为“黑金”、“改变 21 世纪的神奇材料”、“万能材料”等。国内近几年也掀起了“石墨烯热”,各地政府纷纷上马建设各种石墨烯研究院及产业园,据不完全统计全国各地已有20家在建或已建成的石墨烯研究院或产业基地,下面跟随小编一起去看看。

中国是目前石墨烯研究和应用开发最为活跃的国家之一。我国石墨烯资源丰富、基础研究颇具实力、产业化发展迅速、资本市场积极涌入。据调查数据显示,在所有国家中,中国申请的石墨烯专利数量最多,已超过2200项,占全世界的1/3。 在工业和信息化部将拟定《促进新材料产业健康发展指导意见》中,石墨烯有望被列为重点新材料;在十三五科技发展规划中,有关石墨烯研发及应用的内容将占据重要位置。石墨烯凭借其透光性好、导热系数高、电子迁移率高、电阻率低、机械强度高等众多普通材料不具备的性能引起了多个地方政府兴趣,纷纷抛出橄榄枝以求获得更大的发展机会,一些拥有高科技技术和专业研发团队的企业也迅速投入到了石墨烯应用的研发中,短时间内不断有石墨烯成功应用在某个领域的消息竞相而出。极具敏锐嗅觉的资本市场也早早开始介入石墨烯领域,并逐步形成新型的资本链条助力产业发展。

图1 我国石墨烯研究基地与产业园分布情况

华北地区

1、北京石墨烯研究院(BGI)

北京石墨烯研究院(Beijing Graphene Institute)是由北京市政府、北京大学、北京首都科技发展集团和行业龙头企业联合发起成立的专门从事石墨烯技术研发与服务的民办非企业单位。北京石墨烯研究院位于中关村翠湖科技园,一期规划面积2万平方米,人员规模300人。BGI汇聚了北大、清华、中科院等一批国内顶尖研发机构及全球顶尖石墨烯人才资源,将致力于打造基于石墨烯的创新技术全球研发中心、引领未来石墨烯及其相关产业的核心技术的发展。北京石墨烯研究院的功能定位是成为石墨烯全球化原始创新策源地、产业化核心技术引领者。该定位决定了研究院未来的产品是面向应用的“创新技术”。北京石墨烯研究院以锻造全球石墨烯研究研发中心、引领未来石墨烯产业核心技术为愿景,专注高质量石墨烯材料、超级石墨烯玻璃、石墨烯可穿戴技术、特种技术研究、石墨烯矿产资源综合利用、规模化制备装备等领域的产业化技术开发,力争在政府和产业资本的共同支持下,建立全新人才激励机制和创业平台,树立国家科技新政实施示范区。

北京石墨烯领域研究与应用情况

北京石墨烯相关企业

2、京津冀石墨烯产业发展联盟

2015年12月20日,京津冀石墨烯产业发展联盟成立,未来将形成以河北唐山为中心,跨越京津冀等地区,集生产、研发、检验检测、融资服务等为一体的石墨烯产业集群,形成京津冀战略性新兴产业高地。预计到2017年底,将实现20亿元以上的年产值。该联盟由中关村华清石墨烯产业技术创新战略联盟、清华大学、北京大学、中科院纳米中心、天津大学、河北工业大学、燕山大学、唐山高新区、唐山建华实业集团、东旭集团等100余家从事石墨烯研发、产业化的机构联合成立,将统筹协调京津冀三地资源,打造石墨烯产业的“一个基地,两个平台”:北京技术创新平台、天津技术创新与工程平台和唐山产业基地。

3、青岛石墨烯产业园区

青岛国际石墨烯创新中心

青岛石墨烯产业园区——借助国内石墨生产基地的优势,青岛高新区在石墨烯领域获得新突破。

据统计,我国石墨矿产储量为20亿吨,占世界石墨矿石总储量的72%,产量占全球产量的80%。青岛市是国内石墨资源三大主要产地之一,石墨矿产储量占全国的22%。

根据《青岛市“十二五”规划》提出发展战略性新兴产业,重点发展先进结构材料、环境友好型功能纤维材料等新型高分子材料,着力开展纳米、超导、智能等共性基础材料研究。在潜在的市场引导下,青岛市政府利好政策陆续出台:拟投资发展全国石墨交易市场、签订《青岛国家石墨烯产业创新示范基地共建协议》、制定《青岛高新区石墨烯产业发展战略和实施方案》和建立石墨烯研发及产业化基地等。

青岛高新区是全国布局的四大国家石墨烯产业创新示范基地之一。目前,该区正与中国石墨烯产业技术创新战略联盟及国内外石墨烯重点科研机构与企业对接,规划建设青岛石墨烯科技创新园,抢占石墨烯科技创新和产业发展的先机和制高点。

青岛石墨烯科技创新园以打造青岛国际石墨烯创新中心为定位,在青岛石墨烯科技创新园内设立孵化器,重点建设苗圃、孵化、加速、产业化全链条孵化场所。

截至目前,园区已吸引“千人计划”专家、海归博士在内的十余个项目落户,并与20余个项目相关单位达成合作意向。同时,依靠专业的交易通道建设机构,搭建“石墨烯资源现货交易中心”,全面整合上下游石墨资源,为石墨烯产业发展提供优质资源保证。

4、大同石墨烯科技产业园

大同有着丰富的石墨资源,现已查明石墨资源储量超过4000万吨。大同要抢抓机遇,依托优势资源,加快资源转化,开发高性能的天然石墨新材料,培育石墨烯等新兴产业,开创大同石墨产业发展的新局面,助推构建现代产业体系。目前,大同正在加快推动以石墨烯为核心的科研产业园区建设,加大基础学科、产业共性技术、重点领域核心技术的投入力度,并与中关村集团、清华科技园、农业科技城共建科技创新基地,联手打造“创业苗圃—孵化器—科技园—科技城”产业平台,构建以企业为主体、市场为导向、产学研紧密结合的技术创新体系。

华东地区

5、常州石墨烯科技产业园

常州石墨烯科技产业园——国内首个基于石墨烯材料及应用的产业化基地。

2011年10月,江苏常州成立了江南石墨烯研究院,为国内首个基于石墨烯材料及应用的产业化基地。由常州市、武进区、西太湖科技产业园三级财政出资5000万元,在西太湖科技产业园成立了全国首家石墨烯研究院——江南石墨烯研究院。常州市石墨烯科技产业园规划占地面积450亩,建筑面积89万平方米,围绕“一核三区”的总体布局,产业园将建设石墨烯研究院与孵化区、加速区、产业区,并争取在开始运营后3-5年内,入驻企业的年产值达到100亿元人民币,上市企业达到10家。目前,常州石墨烯产业已诞生5个全球第一,即全球第一家石墨烯研究机构——江南石墨烯研究院、全球第一款石墨烯手机电容触摸屏、全球第一条年产100吨石墨烯粉体生产线、全球第一条3万平方米CVD法石墨烯透明导电薄膜生产线、全球第一款蛋白质分离试剂。2014年,全国第一个国家级石墨烯新材料高新技术产业化基地正式落户常州。

常州石墨烯产业近年来从无到有快速生长,诞生了多项首创之举:全球第一家石墨烯研究机构——江南石墨烯研究院;全球首款手机用石墨烯电容触摸屏;国内石墨烯行业首家新三板挂牌企业……目前,西太湖科技产业园已率先在全国形成了集石墨烯设备研发、原料制备与应用研究、产品生产、下游应用为一体的完整上下游产业链,应用门类全国最多,专利申请突破500件,在石墨烯领域取得的“全球第一”数量已超过10个。

“在常州,石墨烯实现了在可穿戴电子设备触控屏、发热散热产品、重防腐涂料、压力传感器件、油水分离等领域的应用。2015年,常州实现石墨烯产值12亿元,2016年有望超过20亿元。”

6、无锡石墨烯科技产业园

无锡石墨烯产业园—我国石墨烯产业技术创新战略联盟在国内设立的首个石墨烯技术研发及产业应用创新示范基地

该园区于2013年12月13日成立,落户无锡市惠山经济开发区,由中国石墨烯产业技术创新战略联盟与无锡市合作共建,重点发展石墨烯产业。无锡石墨烯产业园由四个功能区组成:分别是研发孵化区,面向项目研发团队和初创期企业,主要承载研发创新、项目孵化和公共服务功能;产业应用区,规划占地面积约800-1000亩,由石墨烯原辅材料加工区、应用产品区、设备制造区和物流区四个功能片区构成,集聚技术含量高、规模大、潜力显著的重点企业和项目,是无锡石墨烯产业的主要空间载体和重点发展区;加速发展区,面向已经实现小批量生产和销售、需要实现规模化生产的成长期企业设立,提供标准厂房和生产基地等;综合配套区集中设立行政管理中心、商务中心以及电信、邮政、金融等服务性机构,为核心区提供“一站式、一条龙”便捷服务。

2017年3月,国内首个石墨烯检测技术公共服务平台在无锡成功验收。无锡市石墨烯检测技术公共服务平台依托江苏省特种设备安全监督检验研究院建设,是国内首个行政许可建设科提供第三方检测服务的国家级石墨烯检测服务平台。平台覆盖绝大部分常规石墨烯检测业务能力范围,具备石墨烯材料形貌分析、结构分析、元素分析、导热导电分析等领域检测服务能力,部分项目已获得CNAM能力资质认定。

7、宁波石墨烯产业园区

宁波石墨烯产业园区——着力打造全球最大规模的石墨烯原材料生产基地。

宁波是国内较早开展石墨烯研发和产业化的地区之一,目前在石墨烯制备技术、技术支撑、产业化等方面均走在了全国前列。

中科院宁波材料所从2008年就开始了石墨烯制备技术攻关,目前已在石墨烯规模化制备和改性方面取得突破性进展,实现了石墨烯低成本规模化制备。2011年,设计建成年产30吨的石墨烯中试生产线。2013年宁波墨西科技有限公司首期年产300吨的石墨烯生产线建成投产,是目前全球规模最大石墨烯生产线。

政府大力推动石墨烯产业发展:2013年宁波市在全国率先启动了石墨烯产业化应用研发的重大科技专项,设立3年共9000万元的财政资金,为石墨烯产业的初期发展提供有力的扶持与激励。在2013年发布的《宁波市新材料产业三年行动计划》中,也明确将石墨烯产业作为宁波市着力打造的六条产业链之一,加以大力发展。2014 年5月28日,《宁波市石墨烯技术创新和产业发展中长期规划》正式发布,从石墨烯原材料产业、石墨烯应用材料和元器件产业、终端产品及装备产品三个层面作出了全面部署。根据这份规划,未来10年,宁波将打造全球领先的石墨烯技术创新引领区,届时石墨烯产量达到万吨级,产值实现千亿元。未来,宁波将重点发展石墨烯原材料产业、石墨烯应用材料与元器件产业以及终端产品和装备产业,到2023年,成为全球最大规模的石墨烯原材料生产基地,力争达到500亿元的产业规模。同时新能源汽车及汽车轻量化、高端及国防装备、新一代显示器件等石墨烯终端产品及装备产业规模也将达到500亿元。

在新材料领域的科研、人才等方面形成了一定的集聚能力:拥有中国科学院宁波材料技术与工程研究所、北方材料科学与工程研究院(52所、53所)等国家级科研机构,以及宁波大学新型功能材料及其制备科学实验室、宁波大学分离膜材料及应用技术研究实验、宁波工程学院材料工程研究所等一批科研机构,吸引和培养了一大批高端技术人才。同时随着宁波举全市之力,加快全球一流的新材料创新中心的建设,必将吸引更多的新材料领域高端创新资源集聚,为石墨烯产业的发展提供强大的技术和人才支撑。

2016年,宁波石墨烯创新中心建设方案日前正式获得市推进“中国制造2025”工作领导小组批复,标志着该创新中心建设即将全面展开。

宁波石墨烯创新中心由中国科学院宁波材料技术与工程研究所、产业资本等共同注册成立企业法人,通过政产学研用资紧密结合的跨界协同创新方式,开展石墨烯产业前沿技术、共性关键技术研发供给、转移扩散和首次商业化,实现创新链、产业链和投资链的“三链”融合,成为宁波石墨烯产业创新的重要支撑平台。该中心将按照国家级制造业创新中心要求与标准进行建设与运营,力争打造成国内一流的石墨烯创新中心。

8、上海石墨烯产业化技术功能平台

2016年6月2日,上海石墨烯产业技术功能型平台正式启动。该功能型平台采用市场化运作,通过政府引导社会多元投入,成立上海超碳石墨烯产业技术有限公司具体负责平台的日常运作。

目前,平台集聚了上海交大、上海理工、华东理工、上海大学、上海第二工业大学、上海微系统所等高校、科研院所,以及正泰集团、上海新池能源科技有限公司、上海悦达墨特瑞新材料科技有限公司等企业,通过系统集成石墨烯创新创业资源,平台将有效助力石墨烯技术成果的产业化问题。该平台近期将主要在石墨烯/聚合物复合材料及应用技术、石墨烯基热管理材料、基于石墨烯的储能技术与器件三个领域。未来,平台的研究领域将逐步拓展至基于石墨烯的新型传感器、航天航空材料、医疗穿戴设备、柔性显示材料等多个领域。

9、南京石墨烯创新中心暨产业园

2016年9月22日,英国BGTM公司与南京开发区签约,共建石墨烯创新中心暨产业园。南京石墨烯创新中心初期总投资4亿元,将组建石墨烯产业创新科研团体及4个研发中心,推动石墨烯新材料的应用研发和产业化。产业园首个产业化项目——石墨烯射频天线及标签项目初期总投资5.2亿元,将从事高可靠射频天线及标签制造,预计年销售收入10亿元。

10、江西共青城石墨烯产业园

2015年4月,台资企业志阳科技股份有限公司和志阳科技(中国)有限公司近日与江西共青城人民政府进行了多次洽谈,双方达成在共青城建立石墨烯产业园的意向,并已签定了与石墨烯关联的四大项目落户协议,即石墨烯大功率LED、石墨烯超级理电容、石墨烯电力合金电缆和石墨烯导热材料产品的开发、生产和销售。上述产品多项技术已获得国家专利,将广泛应用于照明、汽车、电动车、家电产品、导电材料更新和节能产品推广等领域,具有广阔市场前景和使用价值。共青城对该项目的落户予以了大力支持,先期提供了157亩土地用于项目主体孵化基地,9000平米的厂房及7000平米的综合办公楼,并储备保留了用于企业扩大生产的规划用地。该项目先期注册资本金为1亿美元,预计今年9月底开工投产。目前,能用石墨材料生产大功率LED的公司在江西尚属首家,公司研发经营团队集赣台科技人员为一体,赣台携手将合力打造石墨烯新技术新品牌,促进江西石墨烯产业集群和延伸,推动石墨烯产业园区的建设。

11、厦门石墨烯工业化量产基地

2016年9月6日,恒力盛泰石墨烯工业化量产基地在厦门试投产,当天达成签约项目金额36亿,计划于2020年实现各种石墨烯产品5000吨的生产规模。该石墨烯工业化量产基地的投产将拉开石墨烯发展进程从实验室走向全面产业化的序幕,在厦门打造一个完整的产业链条和具备“百亿”规模的石墨烯产业基地。

据了解,为了加快抢占市场的制高点,恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司于近期投资组建了厦门市安固强石墨烯研究所。未来三年,该公司将增加投资1亿元,将厦门市安固强石墨烯研究所建设成为国家级石墨烯科研实验室,重点围绕恒力盛泰现有25项石墨烯原创专利为基础,进行产业化应用的深化研究,打造全球石墨烯应用科研高地。

华南地区

12、深圳先进石墨烯应用技术研究院

2015年4日,由中国宝安集团控股子公司贝特瑞联合发起的深圳市先进石墨烯应用技术研究院挂牌仪式在深圳举行,这是深圳市目前唯一一个针对石墨烯应用的专业化研究院。该研究院由贝特瑞、深圳市新材料协会、南方科大、北大深圳研究院、深圳惠科电子等单位共同发起。研究院将立足深圳,面向全球,旨在搭建国际领先的石墨烯应用技术研究平台,引进国内外石墨烯领域顶尖研究团队的石墨烯研发成果进行产业化转化,把深圳石墨烯应用技术研究院打造成为国际领先的系统性、开放式、专业化的石墨烯应用技术研究平台,专注解决石墨烯材料在产业中的应用问题,促进石墨烯产业链规模化、高端化发展,推动石墨烯在深圳本土各产业领域中的应用。

13、广西石墨烯研究院

2016年8月21日,广西石墨烯研究院揭牌仪式在南宁高新区举行。该研究院拟在广西组建石墨烯产业联盟,打造世界级石墨烯粉体材料制备基地。广西石墨烯研究院建设地址为南宁市高新区生态产业园一期A1栋,使用面积约为5000平方米。规划一期建设一条年产15吨石墨烯三维构造粉体中试生产线,并建设石墨烯下游应用产品开发平台,实现石墨烯粉体大规模生产及石墨烯下游产品的广泛应用。

广西石墨烯研究院将充分利用与拓展广西大学可再生能源材料协同创新中心现有的资源平台,努力将研究院全力打造成国内和国际具有影响力和成果集成的融产业研究、咨询规划和科技成果产业化为一体的专业机构,为广西乃至全国石墨烯产业发展提供技术支撑和引领示范。

西南地区

14、重庆石墨烯产业园

重庆石墨烯产业园——通过石墨烯上下游应用技术研发与应用产品示范推广,构筑以应用企业为主体,成为产学研相结合的产业链集群。

2013年12月25日,重庆石墨烯产业园在金凤电子信息产业园正式揭牌,重庆石墨烯产业园即开园,产业布局为基础薄膜材料和平板应用产业链项目,落户企业包括显示触控、锂电池、墨烯合金铝等20多家公司。此外,重庆墨希科技公司的石墨烯产业化应用项目已纳入国家863计划,并设立了重庆石墨烯工程技术研究中心。重庆石墨烯产业园围绕石墨烯显示触控屏、石墨烯电子芯片散热器件、石墨烯锂电池电极材料、石墨烯晶体管等产业方向,通过石墨烯上下游应用技术研发与应用产品示范推广,构筑以应用企业为主体,产学研相结合的产业链集群。产业园计划用5年左右培育石墨烯应用研发企业20家以上,引进、发展下游应用生产企业100余家,建成产值1000亿元的国家级石墨烯产业化示范基地。

2015年3月2日,全球首批量产石墨烯手机亮相重庆。根据发布会现场介绍,该款全球首发的石墨烯手机采用了最新研制的石墨烯触摸屏、锂电池和散热膜,与传统智能手机相比具有更好的触控性能、更长的待机时间、更优的散热性能。

目前,重庆石墨烯产业园围绕石墨烯显示触控屏、石墨烯电子芯片散热器件、石墨烯锂电池电极材料、石墨烯晶体管等产业方向,通过石墨烯上下游应用技术研发与应用产品示范推广,构筑以应用企业为主体,产学研相结合的产业链集群。

到2018年,重庆欲通过一批石墨烯重大项目的建设实施,石墨烯产业实现超常规跨越式发展,石墨烯及相关产业规模力争突破200亿元,其中上游石墨烯材料50亿元,下游石墨烯相关应用产品150亿元。到2021年,石墨烯及相关产业规模达到500亿元。到2025年,石墨烯及相关产业规模达到1000亿元。

15、攀枝花石墨烯产业园区

攀枝花石墨资源丰富,是除钒钛磁铁矿外又一种得天独厚的战略资源。地质勘探显示,该市石墨储量达两亿多吨,居全国第三,具有矿体数量多、埋藏浅、易开采,矿藏比较均匀且较富等特点。利用石墨矿资源优势,做大做强石墨产业,有望使其成为攀枝花特色资源综合开发利用的又一品牌。

目前,《攀枝花市石墨产业发展规划》、《攀枝花市石墨产业项目专题研究报告》已编制完成。规划提出:到2020年,全市石墨产业产值力争突破100亿元;2025年,力争突破400亿元,最终构成“一中心、一基地、一园区”的石墨产业发展格局。为实现上述目标,攀枝花市将加强规划引领、创新驱动,强化石墨资源要素保障,引入优势企业做强石墨产业等。其中,攀枝花市政府已与中国建筑材料集团有限公司凯盛科技集团公司签订《战略合作框架协议》。按照协议,凯盛科技集团公司五年内将在攀投资50亿元建设石墨采选项目、石墨及石墨烯产业园、碳基材料研究院等。目前,石墨采选生产线项目正在开展项目清单编制、项目选址等前期筹备工作。

华中、西北、东北地区

16、长沙石墨烯产业集群基地

石墨烯是近年来备受关注的热点材料,长沙也瞄准了这一高技术产业高地,一个60亿投资的石墨烯产业集群基地正在筹建之中,将整合石墨烯锂离电池、电动汽车、电动汽车管理系统、电机等行业资源,打造石墨烯产业集群。据悉,中蓝科技控股集团将采用PPP/BOT的运营模式,准备引进投资60亿元,向长沙市政府投入纯电动大巴、纯电动出租车,同时建立配套的充电站(桩)设施及核心零部件基地,并引进产业基金30亿元投资兴建日产100万安时石墨烯锂离子电池生产线。

17、宝鸡石墨烯产业基地

宝鸡凤县境内矿产资源得天独厚。经地质部门勘探,石墨储量达1065万吨,矿藏潜在经济价值在30亿元以上,综合开发效益显著。该项目拟用地面积500亩,建设生产规模为年处理石墨原矿40000吨,年产20000吨鳞片石墨、10000吨球形石墨、6000吨高纯石墨、4000吨膨胀石墨,同时以自产高纯石墨为原料进行石墨烯生产,可年产石墨烯产品800千克。项目厂区主要建有石墨矿原料仓储区、废渣堆场区、石墨深加工区、石墨烯生产区、行政办公生活区等。投资总额预计5亿元人民币。项目建成后,预计可实现年产值14亿元。

18、河南石墨烯产业研究院

2016年6月15日,河南首家石墨烯技术研发中心——河南石墨烯产业研究院正式落户鹤壁鹤淇产业集聚区。该研究院由河南全新金属工程有限公司与河南理工大学化学化工学院、鹤壁职业技术学院签约共建。根据协议,合作三方将联合申报并承担一批国家级与石墨烯相关的科技项目,在鹤壁建设省级以上的石墨烯工程中心、实验室、校企联合技术中心等,推动鹤壁石墨烯产业形成梯度合理的技术创新体系。同时,孵化一批具有产业化前景的高科技项目,培育成长潜力大的高新技术公司。

19、哈尔滨石墨烯产业基地

2015年1月,中国宝安集团与哈尔滨工业大学合作建立了哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司,自成立以来已累计完成投资8000多万元,而技术和研发方面的投入是重头。其中在技术研发及分析测试平台建设上,引入哈工大和深圳贝特瑞的高端人才,建立3个大型产业化技术研究室。目前研发测试中已经投入3500万元,购置先进的大型仪器设备50台套及建设基本的研究设施,并已具备部分材料的研发测试实验能力。

2016年4月6,北京中博鑫源科技股份有限公司,携手8家世界知名石墨烯生产及营销企业正式进驻哈尔滨南岗区新材料工业园区,将投资186.1亿元共同构建南岗区石墨烯新能源新材料产业基地,打造全球首款耐寒电动乘用车研发生产基地等世界领先科技项目,力争到2020年实现总产值突破500亿元。

20、内蒙古石墨烯材料研究院

内蒙古石墨烯材料研究院创建于2013年6月,是中国首个石墨烯材料的综合型研究机构和技术开发中心,由内蒙古科技厅主管的重点研究与开发机构。研究院主要从事石墨烯材料的新品种、新工艺、新装备、新技术的研究开发、产品标准制订及质量监督检测。拥有雄厚的技术力量和完善的研究检测设备。

研究院结合内蒙古丰富的石墨矿资源,下设一个石墨烯分析测试中心和11个研究所,包括电子器件研究所、新能源应用研究所、复合材料研究所、石墨烯制备研究所、云计算与物联网应用研究所、先进碳材料研究所、生物应用研究所、先进光学技术研究所、新型半导体研究所、智能电网研究所、绿色环保研究所等研究所,为内蒙古“打造世界级石墨深加工基地”提供强有力的技术保障。

研究院与英国曼彻斯特大学、新加坡南洋理工大学、清华大学、上海交通大学、复旦大学、东南大学等一大批国内外知名大学保持紧密合作,目前我院获国家发明及实用新型专利20余项,许多成果填补了国内空白,达到国际先进或领先水平,多项技术与产品已向国内外输出。

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