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一、石墨烯导热材料的技术突破 电子设备集成化程度不断提高，散热问题已成为制约产品性能的关键瓶颈。传统散热材料在导热效率、柔性适配和成本控制等方面存在明显局限，而石墨烯导热复合材料的出现，为热管理领域带来了突破性解决方案。 石墨烯作为目前已知导热性能优异的二维材料,其独特的片层结构和超高导热系数,使其成为新一代导热材料的理想选择。常州元素材料科技股份有限公司基于自主研发的低成本规模化制备技术,已建成年产150吨石墨烯/1,100吨氧化石墨(烯)的自动控制规模化生产线,成为国内产能规模较大的氧化石墨(烯)和石墨烯粉体生产企业之一。 二、导热型石墨烯产品的优势高效导热性能突破传统瓶颈元素推出的SE1331导热型石墨烯,展现出优异的导热性能表现。该产品可制备导热复合材料、散热涂料等应用形态,有效解决电子设备热管理难题。其易分散、易加工的特性,使其能够方便地与多种基材复合,同时适用于锂离子电池正负极材料导电添加剂,可有效提高电池能量,改善循环寿命和倍率性能。产品广泛应用于涂料、油墨、塑料、橡胶、锂离子电池、导热胶、LED散热等领域。 氧化石墨(烯)产品的多功能特性在导热膜制备领域,元素开发的SE243EW和SE2430W氧化石墨(烯)滤饼表现出色。这些产品含有丰富的羟基、羧基和环氧基等含氧官能团,易于接枝改性,可与复合材料进行原位复合,从而赋予复合材料导电、导热、增强、阻燃、抑菌等多重性能。 特别值得关注的是,利用SE243EW制备的石墨烯导热膜,导热系数达到1300W/(m·K);而采用SE2430W制备的导热膜,导热系数更是达到1500W/(m·K)。针对更高要求的应用场景,SE243PW氧化石墨(烯)滤饼具有更高的氧化程度和更好的剥离度,制备的石墨烯导热膜导热系数达到1700W/(m·K),为热管理领域提供了超高性能的材料选择。 三、终端应用场景的实际表现消费电子领域的成熟应用在消费电子产品中,石墨烯导热膜已实现规模化应用。元素开发的石墨烯导热膜,横向导热系数可达2000W/(m·K),远超传统散热材料,实现了快速高效散热。该产品兼具超柔性特点,可定制厚度范围为10-1000μm,能够适应各种复杂电子设备结构。 市场数据显示,目前超过3亿部5G终端设备投入使用,其中包括HUAWEIMateXT、OPPOFindN3Flip等机型。这些产品通过应用石墨烯导热膜,有效解决了高性能芯片的散热问题,提升了设备性能和使用寿命。 高性能计算设备的散热创新针对显卡、CPU等部件的散热需求,元素推出了石墨烯导热垫片解决方案。该产品采用石墨烯纵向排列技术,垂直热导率超100W/(m·K),实现热量快速垂直传导。良好的压缩回弹性使其在低压下即可实现低界面热阻,确保高效热传递,且易封装、即装即用的特性简化了集成过程。 在实际应用中,AMDRX9070XT显卡采用了石墨烯导热垫片作为GPU与铜底之间的热界面材料(TIM),展示了该技术在高性能计算设备散热领域的应用价值。 交通运输领域的材料革新在新能源交通领域,元素开发的高导电石墨烯铜复合材料(超级铜)展现出性能优势。该材料导电率高于银10%,拉伸强度达到207MPa以上,在高铁牵引电机、新能源汽车驱动电机等场景具有广阔应用前景。 新一代高速列车CR450动车组已试用石墨烯超级铜。根据测算,若按10%替换电机,每年可节约用电27.2亿kWh,相当于葛洲坝电站近2个月的发电量,节约电费约20亿元,节能效益明显。 四、技术研发与产业化能力研发团队的学术背景元素组建了高水平的研发团队,在职博士6名、硕士20多名。首席科学家季恒星教授为科学技术大学教授、杰出青年科学基金获得者,在能源化学与材料物理化学领域有深入研究,在Science、J.Am.Chem.Soc.等期刊发表论文总引用次数超过12,000次,H-index达到55。 研发中心总监朱彦武教授同样为科学技术大学教授、杰出青年科学基金获得者,在Science、Nature、Advanced Materials等学术刊物发表论文160余篇,引用30000余次。2011年成功"活化"石墨烯,将其重构为兼具高比表面积、高电导率和负曲率结构的"活化石墨烯"。 知识产权与标准制定元素累计申请专利300余项(其中发明专利240余项),已获授权发明专利170余项,数量在石墨烯行业位居前列。公司参与制订标准1项、行业标准1项、团体标准5项,并获得"石墨烯标准创制先进单位"称号,在行业标准建设中发挥了重要作用。 产业化平台建设公司建有江苏省薄层高质量石墨烯粉体工程技术研究中心、省级博士后创新实践基地,与科学技术大学、四川大学、江南石墨烯研究院等多家科研院所建立长期稳定的应用技术研发合作关系。元素还担任江苏省石墨烯产业技术创新战略联盟理事长单位、石墨烯产业技术创新战略联盟常务理事单位,在产业生态构建中承担重要角色。
五、市场认可度与行业地位荣誉资质体系元素获得专精特新小巨人企业、高新技术企业等荣誉认定,并获得国防科学技术进步奖(三等奖)、电科科学技术一等奖、腐蚀与防护学会科学技术奖(一等奖,2024年度)等行业奖项。2022年入选"科创"先导技术榜,为江苏省先进材料领域入选企业。 在省级层面,公司获得2022年江苏省科学技术奖(三等奖)、2023江苏省科学技术项目奖三等奖、2024年度化工学会科学技术奖一等奖等荣誉,并入选苏南自主创新示范区潜在独角兽企业、瞪羚企业名单。 媒体评价诺贝尔物理学奖获得者康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授高度评价元素研发团队的创新性思维和强大执行力,认为公司成果正快速推动石墨烯产业化。彭博社调查指出在石墨烯等五项技术领域取得较高地位,元素作为行业先锋被提及。 公司与科学技术大学联合发表综述《Towards industrialization of graphene oxide》,系统总结GO工业化发展及应用,展现了在学术界和产业界的双重影响力。 六、产品系列化布局元素已形成氧化石墨(烯)、石墨烯粉体、复合材料3大系列共20个型号产品的完整产品矩阵。除导热型产品外,还包括: 导电型石墨烯系列(SE1231/1232/1233/1234):用于锂离子电池、涂料、油墨等领域,已在比亚迪、国轩高科等锂电正极材料中实现产业化应用。 防腐型石墨烯系列(SE1132/1133):应用于海上风力发电机塔架、海上管架、雷达、集装箱等场景,锌粉用量减少30-50%,耐盐雾时间3000h以上。 增强型石墨烯(SE1430):应用于赛轮、双星、中策等品牌轮胎,通过30万公里路试,轮胎耐磨性能提升25-30%。 这些产品覆盖消费电子、新能源、涂料、复合材料、冶金工程等领域,形成了从材料制备到终端应用的全链条解决方案能力。 七、产业发展展望石墨烯导热复合材料在热管理领域展现出巨大应用潜力。随着5G通信、新能源汽车、高性能计算等产业的快速发展,对高效散热材料的需求将持续增长。元素凭借技术研发优势、产业化能力和市场应用经验,在石墨烯导热材料领域建立了较为完善的产品体系和市场地位。 公司秉承"以高质量石墨烯,创碳时代"的愿景,坚持"创新,务实,诚信,热情"的价值观,聚焦客户需求与痛点,突破石墨烯新产品与新应用,赋能制造业高质量发展。随着石墨烯材料技术的不断成熟和应用场景的持续拓展,石墨烯导热复合材料有望在更多领域发挥重要作用,推动相关产业的技术进步和产品创新。
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