深圳高远通三项石墨烯应用专利已经通过评审
2015-11-19 04:52:27   来源： ()　   评论：0 点击：

　　2015年10月，深圳高远通新材料科技公司接到国家专利局的通知，他们报送的三项有关石墨烯应用的专利已经通过评审，进入公示阶段。

　　石墨烯被称为“21世纪神奇材料”，石墨烯的发现者之一、曼彻斯特大学国家石墨烯研究院科学家安德烈·海姆说：“石墨烯对很多人来说就像爱丽丝仙境一样，非常神奇。”10月23日，中国国家主席习近平访问英国，专程参观曼彻斯特大学国家石墨烯研究院。石墨烯因此成为国内投资和科技界最热门的话题。

　　石墨烯到底有何神奇之处?深圳高远通公司的石墨烯研究究竟有何领先之处?日前，该公司首席科学家许家琳在位于龙岗天安数码城的实验室接受了深圳商报记者的采访。

　　石墨烯到底有多神奇?许家琳说，“从石墨材料中剥离出来的石墨烯只有一层原子的厚度，它是自然界最薄、强度最高的材料。”换句话说，石墨烯可以被大限度的拉伸和弯曲，而且还可以抵抗很高的压力。

　　石墨烯导电率高，化学结构又十分稳定，是用于移动电池、电源中一种很理想的电极材料。许家琳说，电池工作的关键就是，一个由钴酸锂制成的正极、一个碳制成的负极，一个只容许离子通过的隔膜将正负极分离开。电池充电时，锂离子由正极通向负极，就必须借助电解质。这就使传统锂电池在带给人们便利的同时也遇到了两个挑战，一是安全性，液态的电解池由于电化学反应的稳定性差，容易引起电池爆炸，带来很大危险。二是充电时间长、续航能力差。

　　石墨烯材料参入制备的锂电池，不但可以实现不用液态电解质，还能够通过提高锂离子穿越隔膜的速度、大大缩短充电的时间，提高电池容量。

　　据媒体报道，西班牙一家工业规模生产石墨烯的公司日前已研究出最新型石墨烯电池，该电池充电8分钟可以跑1000公里，成本比锂电池低77%，重量仅为传统电池的一半。许家琳说，还没有看到更具体的资料，但是从理论上说这肯定是未来的目标，在新一轮产业升级和科技革命大背景下，以石墨烯为代表的新材料产业有望成为未来高新产业发展的先导。

　　民营科技公司高远通目前的业务主要是做高分子涂料和胶粘剂的研发、生产和销售。因为绝对安全无毒性，其产品广泛应用于食品、药品、日化用品软包装等行业，市场地位处于行业前列。高远通董事长杨仕明告诉记者，高远通800家客户几乎囊括“蒙牛”、“统一”、“达利园”、“徐福记”及“康师傅”等知名食品品牌的包装产品供应商。

　　从食品粘胶剂开始，高远通也启动一项中期研究计划，就是核电涂料。核电涂料有耐高温和防辐射的要求，目前我国核电企业几乎都使用来自欧美的涂料。高远通的核电涂料已经完成实验室的检测，目前正在等待国家核电专业机构的检测报告。如果通过，将改变我国核电领域依赖他国涂料的历史。

　　因为一直在研究新材料在胶粘剂和涂料方面的应用，许家琳的科研团队也一直进行各种水性聚氨酯的实验。正是从水性聚氨酯的研究中得到灵感，许家琳想到了将石墨烯和水性聚氨酯结合起来。

　　许家琳拿出三份专利发明的申请材料，“一种高锂盐浓度的水性聚氨酯离聚体的制备方法及应用”、“一种石墨烯有机功能化改性方法及应用”、“一种石墨烯聚合物电解质及其制备方法”。

　　这些标题对于文科生来说有点像天书。

　　看着记者不解的眼神，许家琳说，我们还是从石墨烯的应用方向说起。刚才我们说到电池下一步的发展就是聚合物锂离子电池，就是外形更薄、安全性更高、使用寿命更长、体积利用率更高。聚合物锂离子电池的核心就是聚合物电解质。目前国内的研究主要是在液态锂电池基础上进行改进，凝胶电解质在固体聚合物电解质的发展方面和发达国家还有一段距离。

　　许家琳的研究，在技术路线上就是，经离子导电高分子材料和石墨烯材料通过化学和物理方法使二者复合，形成理想的石墨烯全固体聚合物电解质。

　　采用石墨烯聚合物电解质制造聚合物锂离子电池，会有什么优势呢?许家琳说，最大的优势就是可以制造大功率、大倍率的锂电池。

　　“如果用在手机这样的电子产品，几个月不用充电是可行的;在交通工具上，高容量高倍率充放电的电池可以保证充电时间短，续航时间则大幅提高。此外，聚合物锂离子电池也将广泛应用于航空航天和军事方面一些有特殊需求的装置。”

　　记者追问许家琳，从实验室到产业化，他的石墨烯聚合物电解质研究还需要多久?许家琳说，石墨烯的应用要真正进入产业化，还有很长的路要走，但公司创造性的阶段研发成果将会陆续出现。

　　“对于登山运动员来说，登山只是因为山在那里。对于科学家来说，更重要的是探寻可以达到山顶的路线。这条路很长，我常常告诉实验室的年轻科研人员，你们的时间是以年计算的，而我的时间是以天计算的，所以我会更有紧迫感。”年过七旬的许家琳说。