浅谈石墨烯电线电缆的发展现状及前景

董珊珊 于文川(河北省产品质量监督检验研究院，河北 石家庄 050001)

浅谈石墨烯电线电缆的发展现状及前景

董珊珊 于文川(河北省产品质量监督检验研究院，河北 石家庄 050001)

石墨烯因具有较高的热稳定性、优异的导电性和力学性能，成为广大研究学者的研究对象，在新能源领域具有巨大的发展潜力，广泛应用于金属、电池、航空等各个领域。石墨烯电线电缆的出现，对电线电缆行业技术产生重大的变革，掀起了电线电缆行业的研究高潮。

石墨烯；电线电缆；发展

1 石墨烯简介

石墨烯是从石墨材料中剥离而得到的，为二维纳米材料。2004年，英国两位物理学家Geim和Novoselov[1]，成功将石墨烯从石墨中分离，因为此次重大的成果而获得诺贝尔物理学奖。碳原子之间通过sp2杂化形成的σ键使其具有较为优异的机械性能[2]。石墨烯因具有优异的性能而被广泛应用于复合材料和涂层领域，主要集中在金属、电池、航空、涂层、塑料及能源等行业。导电性是电线电缆的重要参数，因此石墨烯电线电缆受到诸多电线电缆企业和研究学者的密切关注。

2 石墨烯电线电缆行业的发展现状

近年来，我国电线电缆行业对铜电缆、铝电缆过度依赖，市场需求量骤增，导致铜、铝出现资源短缺现象，造成了铜、铝单价不断提高，企业利润较低，电线电缆行业出现短暂的瓶颈期。因此，新材料，新科技，新产品将成为打破电线电缆行业发展瓶颈的唯一出路。近年来，石墨烯具有优异的导电性能和力学性能，成为众多电线电缆企业寻求发展的商机。

江苏中天科技股份有限公司同中国科学院过程工程研究所共同研究了铝基石墨烯复合材料，旨在在传统材料导电率微下降或不降的前提下，提高其抗拉强度。此次研究成果将对铝或者铝合金导线技术带来重大变革，冲破发展瓶颈期的枷锁，进入全新的石墨烯电线电缆行业。

2016年4月，杭州电缆股份有限公司与新南威尔士大学(UNSW)合作，共同设立实验室开展石墨烯提高电力电缆导电性的研究，预计研究成果将给电线电缆行业带来重大的变革。2016年，杭州电缆股份有限公司与新南威尔士大学（UNSW）共同出资，成立杭电石墨烯科技有限公司。

2016年，江苏中超控股股份有限公司公布，该公司已经生产含有石墨烯原料的相关电缆，并提供客户进行使用体验；子公司常州中超石墨烯电力科技有限公司的“35KV及以下交联电缆用过氧化物交联型低电阻热稳定石墨烯复合半导电屏蔽料”项目也已经正式生产，生产的石墨烯电线电缆产品进入销售阶段。在电线电缆中添加石墨烯，大大提高了电线电缆的导电性，与传统的电线电缆相比，电性能和机械性能更加优异。因此，在行业竞标中，石墨烯电线电缆将会脱颖而出，走在市场的最前沿。

3 石墨烯电线电缆行业存在问题

目前，石墨烯电线电缆行业的发展问题主要存在以下主要几个方面：

3.1 人才

人才在电线电缆行业中处于关键的位置。电线电缆行业乃至企业需要较多的具有创新能力和素质高的人才。目前，许多企业按照传统方法及生产工艺盲目生产，缺乏对人才的培养与引进，导致产能过剩，产品滞销，企业盈利薄弱。人才匮乏已经成为阻碍电线电缆行业发展前进的绊脚石。因此，企业需加强对高素质人才的引进和培养，加强与科研所或者高校的强强联合，已经成为电线电缆行业亟需解决的关键问题。

3.2 技术

石墨烯用于输电行业，尤其是散热、复合材料，已经较为明显的成果。江苏中超控股股份有限公司拥有多项石墨烯电缆技术的专利，2016年已经成功制备并销售石墨烯电缆料，在石墨烯电缆行业处于领先地位。江苏中天科技股份有限公司同中科院过程所合作，共同研究了金属基石墨烯导线，突破了传统的架空导线的枷锁，使石墨烯在金属领域迈出了关键性的一步。杭州电缆股份有限公司加强与国外高校的合作，主要研究石墨烯提高电力电缆研究，相信这一技术将会对电力电缆产品技术带来革命性的突破。

3.3 国家和行业标准

2016年4月，中国石墨烯标准委员会发布《石墨烯材料的术语、定义及代号》（征求意见稿）正式公布于国家标准网，标准内容包括石墨烯的生产、检验和科研等方面，为石墨烯行业的发展提供了技术支撑。

2016年12月，国家首个石墨烯系列的地方标准发布，标准的发布促进了石墨烯行业的标准化和规范化，有利于石墨烯的发展，营造了健康的竞争市场。

目前，国内还未发布有关石墨烯电线电缆的相关产品标准，未对石墨烯电线电缆产品进行标准化和规范化，影响着石墨烯电线电缆行业的发展。

3.4 产量工业化

国内申请的石墨烯专利虽然很多，但是，石墨烯及其石墨烯各类产品还未形成完整的产业链，目前，石墨烯及其产品的研究主要集中在高校及研究所，仍未投入到企业大规模生产中。

4 石墨烯电线电缆行业的发展前景

目前，国内电线电缆行业处于瓶颈期，新技术、新产品应景势不可挡。石墨烯具有较高导电性、热稳定性和优异的力学性能引起诸多研究学者的关注。相对普通的传统电线电缆，在电线电缆中添加石墨烯得到的产品具有独特的优势和更加优异的性能，发展前景广阔。但目前石墨烯电线电缆仍处于起步阶段，应该稳扎稳打，循序渐进，不可急功近利。

[1]Geim A K,Novoselov K S.The rise ofgraphene.Naturema⁃terials,2007,6(3):183-191.

[2]Compton O C,Nguyen S T.Graphene Oxide,Highly Re⁃duced Graphene Oxide,and Graphene:Versatile Building Blocks for Carbon-Based Materials.Small,2010,6(6):711-723.