石墨烯因强度高、韧性好、导电导热性能优而受到广泛的关注,最近中航工业北京航空材料研究院在石墨烯用于净化环境、锂电池阳极材料、电线电缆和封装材料方面取得突破性进展。
(1)研制出一系列可用于净化环境的超轻、强吸附、高过滤的石墨烯海绵、石墨烯气凝胶和石墨烯纤维多孔材料等石墨烯宏观体材料。这些材料对甲醛、二氧化硫、氨气等有毒有害气体,甲基蓝、甲基橙、环己烷、四氯化碳等有机污染物,烟气混合排放物典型成分均有较好的吸附能力。石墨烯宏观体密度均小于0.04g/cm3,可多次回收利用。
(2)在石墨烯-锂离子电池领域取得突破。采取特别的石墨烯纳米片表面修饰和活化技术,通过石墨烯纳米片、碳纳米管和导电炭黑三元并用,开发出超大比表面积、超高导电性能、超多活化点以及电导率可控、性能稳定性好的石墨烯复合导电浆料,并成功应用于高能量密度和高功率密度的锂离子电池正极材料,已陆续完成材料测评、考核验证。
(3)制备出兼具铝合金导线强度和纯铝电导率的新一代石墨烯铝导线,有望在相同输电能力前提下大幅降低高压导线铜材用量,并已形成发明专利、材料标准和工艺规范等成套技术文件。
(4)通过在铝合金复合材料中添加石墨烯纳米片开发出了线膨胀系数可控的系列化的新一代高性能电子封装材料。该材料相比于Al-Si 材料导热性能提升1 倍以上,强度提升90%,较Al-SiC 材料导热性能提升50%,且价格仅为Al-SiC 的一半。可以广泛应用于有源相控阵雷达T/R 组件封装材料和大功率IGBT 底板材料的制备。