【技术】汉华解析石墨烯成为5G时代最佳散热材料的原因

时间： 2022-08-16 来源：汉华

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我国导热领域起步较晚，由于高端产品技术仍垄断在欧美及日本等少数企业中，国内众多导热界面材料生产厂家仍以低端产品输出为主，销售额仅占市场总额10%左右。传统手机散热材料以石墨片和导热凝胶等TIM材料（导热界面材料）为主。目前热管和VC（均热板）开始从电脑、服务器等领域渗透到智能手机终端，石墨烯材料也开始应用。相对而言，VC和石墨烯的导热系数高、厚度低，是性能更佳的散热材料。

石墨膜：散热方案的主流材料

石墨是相较于铜和铝等金属更好的导热材料，主要原因在于石墨具有特殊的六角平面网状结构，可以将热量均匀地分布在二维平面并有效地转移。在水平方向上，石墨的导热系数为300~1900W/（m*K），而铜和铝的导热系数约为200~400W/（m*K）。在垂直方向上，石墨的导热系数仅为5~20W/（m*K）。因此，石墨具备良好的水平导热、垂直阻热效果。

同时，石墨的比热容与铝相当，约为铜的2倍，这意味着吸收同样的热量后，石墨温度升高仅为铜的一半。此外，石墨密度仅为 0.7~2.1g/cm³，远低于铜的8.96g/cm³和铝的2.7g/cm³，因此可以做到轻量化，能够平滑粘附在任何平面和弯曲的表面。

基于高导热系数、高比热容和低密度等性能优势，石墨自2009年开始批量应用于消费电子产品，2011年开始大规模应用于智能手机，目前已经取代传统金属，成为消费电子领域主流的散热材料。

石墨烯膜：理化性能丰富，国产优势明显

1.导热系数最高、导电性能好，下游锂电材料和导热膜空间巨大

石墨烯是已知的导热系数最高的物质，理论导热率达到5300W/（m*K），远高于石墨。它是由单层碳原子经电子轨道杂化后形成的蜂巢状二维晶体，厚度仅为0.335nm，又称为单层石墨，是碳纳米管、富勒烯的同素异形体。根据中国石墨烯产业技术创新战略联盟标准，单层石墨烯指由一层碳原子构成的二维碳材料。

石墨烯的快速导热特性与快速散热特性，使其成为传统石墨散热膜的理想替代材料，广泛用于智能手机、平板电脑、大功率节能 LED照明、超薄LCD电视等散热。除高导热性之外，石墨烯还有其他优异的理化特性，因此下游应用广泛。例如，导电性高，可应用在集成电路、导电剂、传感器和锂电等领域;比功率高，可作为超级电容和储能元件；柔性强，弯折不影响性能，可作为柔性材料用于曲面屏和可穿戴设备；具有高透光率，可用于透明导电薄膜。

2.石墨烯薄膜的应用领域包括：

（1）导热膜，用于智能手机和平板电脑等的散热层；

（2）柔性显示，用于柔性显示屏和可穿戴设备等领域；

（3）传感器材料，用于可穿戴设备、医疗和环境监测等领域；

（4）集成电路基础材料，用于超级计算机、高频芯片和精密电子元件等领域。

3. 我国石墨烯产业全球领先，参与者众多

石墨烯的相关研究从1994年开始出现，2004年英国科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功分离出石墨烯，并于2010年诺贝尔物理学奖。近年来，石墨烯研究持续走热，专利数量不断增加，同时产业化进程也在不断推进。

汉华科普我国石墨烯理论研究和产业化均位居世界前列。理论研究方面，根据石墨烯产业联盟的数据，截止2016年，在全球主要优先权专利申请统计中，我国石墨烯专利占比达58%（其次是韩国和美国）。产业化方面，石墨烯在战略前沿材料中占据关键地位，中国计划实现石墨烯产业“2020年形成百亿产业规模，2025年整体产业规模破千亿”的发展目标。

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本文由赵浩亮转载自汉华，原文标题为:石墨烯，5G时代的最佳散热材料?，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

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型号- 21-690-0017,21-655-0200,21-655-0150,21-660-0070,21-650-0100,21-630-0350,21-630-0150,21-670-0070,21-610系列,21-670-0050,21-630-0080,21-670-0040,21-670-0032,21-670-0100,21-630-0200,21-610,21-630-0100,21-670-0025

商品及供应商介绍 - 中石科技 - 2021/10/29 PDF 中文下载

道明（DaoMing）石墨烯导热膜选型指南

描述- 石墨烯导热膜是氧化石墨烯经过涂布，高温处理，等工艺而形成的导热率极高的材料，具有密度低，柔韧性好，厚度可控等优点，可应用于电子产品的散热等领域。

型号- CDGD,CDGC,CDGB,CDGA

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N2600 系列高精密数字源表（SMU）

型号- N2600,N2610-100-03,N2600-020-01,N2600 系列,N2600-1000-01,N2600-200-01

数据手册 - 恩智测控 - 2024/5/7 PDF 中文下载

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黑金电池是一种新型电池技术，也被称为石墨烯电池。它采用了石墨烯材料作为电池的负极材料，相比传统的锂电池具有更高的能量密度和更长的循环寿命。黑金电池的石墨烯材料具有极高的导电性和热导率，能够有效提高电池的效率和稳定性，还具有较快的充放电速度和较低的能量损耗，能够更快地为设备提供能量，并减少能量的浪费。黑金电池在移动设备、电动车和储能领域具有广阔的应用前景，既然如此，那黑金电池和铅酸电池哪个好呢?

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