石墨烯是由碳原子sp2杂化形成的蜂窝状平面薄膜，厚度小于1纳米，比表面积非常大。石墨烯具有很好的拉伸强度、透光性、导电性和导热性，被誉为新世纪的“材料之王”。

石墨烯由于其优异的导电性、导热性、高比表面积、高强度等特性，目前主要集中在六个应用领域：

目前，国内外对石墨烯技术应用的研究正如火如荼，包括以下几种流行的应用：

1.石墨烯超级电池

石墨烯可直接用作电池生产中的正极和负极材料，也可用作添加到正极和负极材料中的导电添加剂，还可用作改善电池功率特性的涂层。充电和续航里程问题一直困扰着新能源汽车，因为铅酸蓄电池和传统锂电池的发展遇到了“瓶颈”，石墨烯电池有望在此取得突破。在之前举办的上海车展上，一些汽车公司推出了石墨烯钛酸锂电池，它能在10-15分钟内快速充电，可连续充放电4万次以上，综合续航里程超过1000公里。

2.石墨烯超级电容器

基于石墨烯的超级电容器显示出优异的功率特性和循环寿命。当功率密度为1kw/kg时，能量密度高达80Wh/kg。当功率密度为20kw/kg时，能量密度仍可保持在33 Wh/kg。片状石墨烯电极材料在电解液中界面电阻较小，经过2000次充放电循环后，其比电容可保持在95%以上。石墨烯基超级电容器在高功率/高能量密度储能器件中具有广阔的应用前景。

3.石墨烯集成电路

由于其超高的电子传输能力和良好的导热性，石墨烯被认为可以取代广泛使用的硅，成为下一代集成电路的基础。2010年，美国的一个研究团队开发了第一个石墨烯晶体管，并将其集成到一个完整的集成电路中。2016年，中国科学家开发了第一个低噪声放大器单片集成电路。

4.石墨烯功能涂层

石墨烯本身具有高比表面积、高热导率、高电导率、高强度等特性，使其成为新一代涂料、橡胶、塑料等产品的重要添加剂，可以全方位改善传统产品的特性。其中，效果最为突出的是重防腐涂料、导电涂料、散热涂料、防静电涂料等产品。石墨烯表现出优异的性能，大规模生产的产品已经出现在市场上。

5.石墨烯加热元件

在石墨烯的众多应用中，石墨烯加热元件应该是发展最快也是最先进的。电加热和电加热模块已经有很多产品。石墨烯加热的原理是当石墨烯加热膜两端的电极通电时，电热膜中的碳分子在电阻中产生声子、离子和电子，产生的碳分子群之间的相互摩擦和碰撞(也称为布朗运动)产生热能。通过控制波长为6-15微米的远红外线，热能以平面方式均匀辐射，有效电热能量的总转化率达到99%以上，并加入特殊石墨烯材料的超导性，保证了稳定的加热性能。

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