“CVD法石墨烯粉體”標(biāo)準(zhǔn)制定與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研討會(huì)順利召開(kāi)

2025年6月11日,由中關(guān)村華清石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“石墨烯聯(lián)盟”) 與國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心標(biāo)準(zhǔn)研究與服務(wù)中心聯(lián)合組織的《CVD法石墨烯粉體標(biāo)準(zhǔn)制定及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研討會(huì)》順利召開(kāi)。此次會(huì)議匯聚了業(yè)內(nèi)CVD法制備石墨烯粉體的主要生產(chǎn)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、下游用戶(hù)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)等,大家共同圍繞CVD法石墨烯粉體產(chǎn)品的特性、質(zhì)量等級(jí)、測(cè)試方法、標(biāo)準(zhǔn)制定以及通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)對(duì)接展開(kāi)了充分的探討。本次會(huì)議以騰訊視頻會(huì)議形式召開(kāi),近?20?位行業(yè)代表應(yīng)邀參會(huì),同步視頻直播觀(guān)看量近?300?人次。

石墨烯聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)戴石鋒在預(yù)研會(huì)上系統(tǒng)闡釋《CVD?法石墨烯粉體》標(biāo)準(zhǔn)制定的背景:當(dāng)前?CVD?法制備技術(shù)已從實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,其產(chǎn)出的石墨烯粉體具備獨(dú)特物理化學(xué)特性,但行業(yè)缺乏統(tǒng)一質(zhì)量評(píng)價(jià)體系,該領(lǐng)域的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)空白,制約技術(shù)迭代與市場(chǎng)推廣應(yīng)用。他強(qiáng)調(diào),該標(biāo)準(zhǔn)將從檢測(cè)方法等維度建立行業(yè)規(guī)范,有助企業(yè)改進(jìn)技術(shù)指標(biāo),同時(shí)提議成立?CVD?法石墨烯粉體專(zhuān)委會(huì),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)制定,將推動(dòng)上下游資源整合及產(chǎn)業(yè)對(duì)接,助力CVD法石墨烯粉體產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所時(shí)志遠(yuǎn)老師解析碳材料應(yīng)用譜系,結(jié)合?CVD?法石墨烯粉體制備工藝特點(diǎn),闡述了熱重分析測(cè)試方法、光譜法的技術(shù)原理與驗(yàn)證數(shù)據(jù),為標(biāo)準(zhǔn)中檢測(cè)方法的科學(xué)性提供理論支撐。

“CVD法石墨烯粉體”標(biāo)準(zhǔn)制定與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研討會(huì)順利召開(kāi)

來(lái)自東華工程、廈門(mén)凱納、陜西興漢瀾墨、武漢低維等企業(yè)及江蘇特檢院、廣州特檢院等機(jī)構(gòu)的專(zhuān)家,圍繞產(chǎn)品特性與場(chǎng)景化應(yīng)用展開(kāi)討論,肯定了標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性,同時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)制定中相關(guān)測(cè)試設(shè)備結(jié)合及優(yōu)化提出了建議,贊成聯(lián)盟提出的通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)產(chǎn)業(yè)對(duì)接和資源整合。

聯(lián)盟下一步將推進(jìn)四方面的工作:?jiǎn)?dòng)該標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)工作,已有四家單位確認(rèn)參與制定;收集主要企業(yè)的樣品,豐富上海微系統(tǒng)所提供測(cè)試樣本;邀請(qǐng)相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu)共同優(yōu)化試驗(yàn)方法,加強(qiáng)試驗(yàn)方法的驗(yàn)證;聯(lián)盟將以標(biāo)準(zhǔn)為紐帶搭建產(chǎn)學(xué)研對(duì)接平臺(tái),推動(dòng)石墨烯的商業(yè)化應(yīng)用,助力企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心協(xié)同創(chuàng)新基地(武漢)掛牌

6月11日,以“石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)暨國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心協(xié)同創(chuàng)新基地(武漢)掛牌”為主題的湖北武漢江岸石墨烯科創(chuàng)論壇順利召開(kāi)。

會(huì)議由湖北省石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心主辦,中國(guó)工程院院士、武漢理工大學(xué)教授傅正義,國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心主任、中國(guó)科學(xué)院寧波材料所研究員劉兆平,中電光谷聯(lián)合控股有限公司董事長(zhǎng)黃立平,武漢理工大學(xué)教授、國(guó)家級(jí)人才木士春,清華大學(xué)教授、國(guó)家級(jí)人才王定勝,常州第六元素材料科技股份有限公司董事長(zhǎng)瞿研,上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所研究員丁古巧,武漢理工大學(xué)教授、國(guó)家級(jí)青年人才何大平等參加會(huì)議。武漢市江岸區(qū)人民政府副區(qū)長(zhǎng)李緒杰出席并致辭。

會(huì)上,劉兆平作《烯創(chuàng)未來(lái) 賦能發(fā)展》主題報(bào)告,系統(tǒng)闡述全球石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心的使命定位,重點(diǎn)介紹了創(chuàng)新中心在石墨烯微片、電熱膜、銅基復(fù)合材料、傳感芯片、氮化物功率外延片等十余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)上的重大進(jìn)展,并分享了技術(shù)轉(zhuǎn)移擴(kuò)散的成功經(jīng)驗(yàn)。隨后,傅正義和劉兆平共同為“國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心協(xié)同創(chuàng)新基地(武漢)”揭牌。

國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心協(xié)同創(chuàng)新基地(武漢)掛牌

國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心協(xié)同創(chuàng)新基地(武漢)由國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心與湖北省石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心合作共建,將整合長(zhǎng)三角與長(zhǎng)江中游地區(qū)科研、產(chǎn)業(yè)及市場(chǎng)資源,聚焦導(dǎo)熱、導(dǎo)電、發(fā)熱等關(guān)鍵方向,推動(dòng)石墨烯在芯片散熱、衛(wèi)星材料、新能源等國(guó)家需求領(lǐng)域的應(yīng)用。劉兆平表示協(xié)同創(chuàng)新基地是國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心“構(gòu)建全國(guó)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)重點(diǎn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群”的關(guān)鍵舉措,可以鏈接創(chuàng)新中心有關(guān)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和智庫(kù)等資源,為武漢及中部地區(qū)石墨烯產(chǎn)業(yè)提供支撐。

會(huì)議期間,還舉行了湖北省石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心第一屆專(zhuān)家委員會(huì)第1次會(huì)議,劉兆平被聘為湖北省石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心專(zhuān)家委員會(huì)副主任委員。劉兆平在致辭中表示武漢擁有雄厚的科研實(shí)力和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),武漢理工大學(xué)、漢烯科技等機(jī)構(gòu)在石墨烯導(dǎo)電材料、柔性電子等領(lǐng)域已取得重要進(jìn)展。此次協(xié)同創(chuàng)新基地的成立,將強(qiáng)化寧波與武漢在石墨烯領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新,也為全國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供新范式。

國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心協(xié)同創(chuàng)新基地(武漢)掛牌

EIS的數(shù)據(jù)處理與解析

EIS分析常用的方法:等效電路曲線(xiàn)擬合法

第一步:實(shí)驗(yàn)測(cè)定EIS。

第二步:根據(jù)電化學(xué)體系的特征,利用電化學(xué)知識(shí),估計(jì)這個(gè)系統(tǒng)中可能有哪些個(gè)等效電路元件,它們之間有可能怎樣組合,然后提出一個(gè)可能的等效電路。

第三步:利用專(zhuān)業(yè)的EIS分析軟件,對(duì)EIS進(jìn)行曲線(xiàn)擬合。如果擬合的很好,則說(shuō)明這個(gè)等效電路有可能是該系統(tǒng)的等效電路。

最后:利用擬合軟件,可得到體系RW、Rct、Cd以及其它參數(shù), 再利用電化學(xué)知識(shí)賦予這些等效電路元件以一定的電化學(xué)含義,并計(jì)算動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

注意:電化學(xué)阻抗譜和等效電路之間不存在唯一對(duì)應(yīng)關(guān)系,同一個(gè)EIS往往可以用多個(gè)等效電路來(lái)很好的擬合。具體選擇哪一種等效電路,要考慮等效電路在被側(cè)體系中是否有明確的物理意義,能否合理解釋物理過(guò)程。這是等效電路曲線(xiàn)擬合分析法的缺點(diǎn)。

電化學(xué)阻抗譜(EIS)在鋰電池中的應(yīng)用與解析

許多研究電池的學(xué)者,在初次接觸交流阻抗的概念時(shí),可能會(huì)感到難以理解。畢竟,巴德的《電化學(xué)原理與應(yīng)用》以及曹楚南、張鑒清的《電化學(xué)阻抗譜導(dǎo)論》都以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓酵茖?dǎo)為基石。然而,我們將努力簡(jiǎn)化內(nèi)容,深入淺出地探討交流阻抗譜,特別是它在鋰電池領(lǐng)域的應(yīng)用。

電化學(xué)阻抗譜,這一相對(duì)較新的電化學(xué)測(cè)量技術(shù),盡管歷史不長(zhǎng),卻發(fā)展迅猛。如今,它已廣泛應(yīng)用于電池、燃料電池以及腐蝕與防護(hù)等眾多電化學(xué)領(lǐng)域。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),電化學(xué)阻抗譜(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)通過(guò)給電化學(xué)系統(tǒng)施加一個(gè)頻率變化的小振幅交流正弦電勢(shì)波,來(lái)測(cè)量系統(tǒng)阻抗隨正弦波頻率ω的變化,或是阻抗相位角f隨ω的變化。

可以更直觀(guān)地通過(guò)以下示意圖來(lái)理解電化學(xué)阻抗譜的測(cè)量過(guò)程。首先,波形發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)小幅正弦電勢(shì)信號(hào),該信號(hào)通過(guò)恒電位儀施加到電化學(xué)系統(tǒng)上。隨后,輸出的電流/電勢(shì)信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換,利用鎖相放大器或頻譜分析儀進(jìn)行測(cè)量,從而得到阻抗及其模量或相位角。通過(guò)改變正弦波的頻率,我們可以獲取一系列不同頻率下的阻抗、阻抗模量和相位角,進(jìn)而繪制出電化學(xué)阻抗譜。這種方法被稱(chēng)為電化學(xué)阻抗譜法,由于所使用的擾動(dòng)電信號(hào)是交流信號(hào),因此也被稱(chēng)為交流阻抗譜。

EIS技術(shù)在電化學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用,包括分析電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)、雙電層和擴(kuò)散等現(xiàn)象。它還可以用于研究電極材料、固體電解質(zhì)、導(dǎo)電高分子以及腐蝕防護(hù)機(jī)理等。在利用EIS研究電化學(xué)系統(tǒng)時(shí),一個(gè)基本思路是將系統(tǒng)視為等效電路,該電路由電阻、電容、電感等基本元件以串聯(lián)或并聯(lián)等方式組合而成。通過(guò)測(cè)量這些元件的大小,并結(jié)合它們的電化學(xué)含義,我們可以進(jìn)一步分析電化學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和電極過(guò)程的性質(zhì)。

我們可以將內(nèi)部結(jié)構(gòu)未知的電化學(xué)系統(tǒng)視作一個(gè)黑箱,向其中輸入一個(gè)擾動(dòng)函數(shù)(或激勵(lì)函數(shù)),系統(tǒng)會(huì)相應(yīng)地輸出一個(gè)響應(yīng)信號(hào)。描述這種擾動(dòng)與響應(yīng)關(guān)系的函數(shù)被稱(chēng)為傳輸函數(shù),它反映了系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性。通過(guò)對(duì)傳輸函數(shù)的研究,我們可以深入了解系統(tǒng)的性質(zhì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。特別是當(dāng)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)線(xiàn)性和穩(wěn)定性時(shí),輸出信號(hào)與擾動(dòng)信號(hào)之間將呈現(xiàn)線(xiàn)性關(guān)系,這為我們的分析提供了便利。

輸入信號(hào)的不同賦予了G(ω)不同的含義。在公式Y(jié)/X=G(ω)中,X代表輸入的擾動(dòng)信號(hào),Y是相應(yīng)的輸出信號(hào),而G則是兩者的關(guān)系結(jié)果,它們的頻率都為ω。當(dāng)X表示電流而Y表示電勢(shì)時(shí),G(ω)被定義為阻抗,用Z表示;反之,當(dāng)X為電勢(shì)而Y為電流時(shí),G(ω)則被定義為導(dǎo)納,用Y表示。值得注意的是,阻抗和導(dǎo)納是互為倒數(shù)的關(guān)系,它們共同構(gòu)成了阻納的概念,用G表示。

阻納是一個(gè)隨角頻率ω變化的矢量,通常用角頻率ω(或一般頻率f)的復(fù)變函數(shù)來(lái)表示。這個(gè)復(fù)變函數(shù)一般寫(xiě)作Z=Z’+jZ”,其中Z’代表實(shí)部,而Z”則是虛部。下面是一張典型的復(fù)變函數(shù)圖,可以更直觀(guān)地展示阻納的變化規(guī)律。

兩種電化學(xué)阻抗譜

電化學(xué)阻抗技術(shù)涉及測(cè)定不同頻率ω的擾動(dòng)信號(hào)X與響應(yīng)信號(hào)Y的比值,從而獲取各頻率下的阻抗實(shí)部、虛部、模值及相位角。將這些數(shù)據(jù)繪制成不同形式的曲線(xiàn),便得到電化學(xué)阻抗譜。其中,常用的兩種譜圖分別是奈奎斯特圖(Nyquist plot)和波特圖(Bode plot)。

在奈奎斯特圖中,阻抗的實(shí)部被用作橫軸,而虛部的負(fù)數(shù)則作為縱軸。此圖以頻率為參數(shù),左側(cè)代表高頻區(qū),右側(cè)則為低頻區(qū)。每個(gè)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)著一個(gè)特定的頻率。

波特圖則包含兩條曲線(xiàn):一條以頻率的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo),另一條以阻抗模值的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo),同時(shí)還有一條曲線(xiàn)展示阻抗的相位角。通過(guò)奈奎斯特圖或波特圖,我們可以深入分析電化學(xué)系統(tǒng)的阻抗特性,從而獲取有價(jià)值的電化學(xué)信息。

EIS測(cè)量的前提條件

為了確保電化學(xué)系統(tǒng)測(cè)量的阻抗譜具有實(shí)際意義,系統(tǒng)必須滿(mǎn)足三個(gè)基本條件:首先是因果性條件,即輸出響應(yīng)信號(hào)僅由輸入擾動(dòng)信號(hào)引起,排除其他干擾;其次是線(xiàn)性條件,要求輸出響應(yīng)信號(hào)與輸入擾動(dòng)信號(hào)之間保持線(xiàn)性關(guān)系;最后是穩(wěn)定性條件,確保系統(tǒng)在測(cè)量過(guò)程中保持穩(wěn)定。通常,為了滿(mǎn)足線(xiàn)性條件,會(huì)采用小幅度的正弦波電勢(shì)信號(hào)來(lái)擾動(dòng)系統(tǒng),此時(shí)電勢(shì)與電流之間的關(guān)系可近似為線(xiàn)性。
穩(wěn)定性條件在EIS測(cè)量中至關(guān)重要。它確保在擾動(dòng)停止后,系統(tǒng)能夠迅速且有效地恢復(fù)到原先的狀態(tài)。對(duì)于可逆反應(yīng),這一條件通常容易滿(mǎn)足。而對(duì)于不可逆的電極過(guò)程,只要電極表面的變化不是非常迅速,且擾動(dòng)幅度較小、作用時(shí)間短,那么在擾動(dòng)停止后,系統(tǒng)也能恢復(fù)到接近原先的狀態(tài),從而近似地滿(mǎn)足穩(wěn)定性條件。然而,當(dāng)電極反應(yīng)非??焖伲蛘邤_動(dòng)的頻率較低、作用時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),穩(wěn)定性條件的滿(mǎn)足就變得較為困難。因此,EIS在研究這類(lèi)快速且不可逆的反應(yīng)時(shí)面臨一定的挑戰(zhàn)。
此外,EIS測(cè)量還必須滿(mǎn)足另一個(gè)重要條件,即在整個(gè)頻率范圍內(nèi)所測(cè)定的阻抗或?qū)Ъ{值必須是有限的。這一條件確保了測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。

EIS測(cè)量的特點(diǎn)

在于其準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方法和簡(jiǎn)化計(jì)算。由于采用小幅度的正弦電勢(shì)信號(hào)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行微擾,在平衡電勢(shì)附近測(cè)量時(shí),電極上的陽(yáng)極和陰極過(guò)程會(huì)交替出現(xiàn)且相互抵消,從而避免了極化現(xiàn)象的積累性發(fā)展和電極表面狀態(tài)的破壞。這使得EIS法成為一種準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方法,簡(jiǎn)化了數(shù)學(xué)處理過(guò)程。同時(shí),由于其寬頻率范圍的測(cè)量能力,EIS能夠提供比常規(guī)方法更多的動(dòng)力學(xué)信息和電極界面結(jié)構(gòu)信息。

在拆解等效電路時(shí),我們首先需要了解各基本元件在Nyquist圖中的表現(xiàn)形式。電阻在Nyquist圖上表現(xiàn)為橫軸上的一個(gè)點(diǎn);電容則表現(xiàn)為與縱軸重合的一條直線(xiàn);而電組R和電容C的串聯(lián)或并聯(lián)電路則分別表現(xiàn)為與橫軸交于R并與縱軸平行的一條直線(xiàn),以及半徑為R/2的半圓。

最后,我們還需要了解兩種典型的EIS類(lèi)型。一種是電荷傳遞過(guò)程控制的EIS,當(dāng)電極過(guò)程主要受電荷傳遞步驟控制時(shí),擴(kuò)散過(guò)程引起的阻抗可以忽略,此時(shí)電化學(xué)系統(tǒng)的等效電路可簡(jiǎn)化為一個(gè)電阻和電容的串聯(lián)或并聯(lián)電路。另一種則是擴(kuò)散過(guò)程控制的EIS,當(dāng)擴(kuò)散過(guò)程成為電極過(guò)程的速率控制步驟時(shí),等效電路將更加復(fù)雜。

等效電路的構(gòu)成

首先,電荷傳遞電阻與電極溶液界面上的雙電層電容進(jìn)行并聯(lián)連接。隨后,這個(gè)并聯(lián)電路再與歐姆電阻進(jìn)行串聯(lián)。值得注意的是,歐姆電阻不僅包含了測(cè)量回路中溶液的電阻,還可能涉及到工作電極與參比電極間或兩電極電池中的溶液電阻。

若我們進(jìn)一步推導(dǎo)公式,會(huì)得到一個(gè)描述等效電路的方程,其對(duì)應(yīng)的圖形為一個(gè)以(RΩ+Rct/2,0)為圓心,Rct/2為半徑的圓,具體如下圖所示。

從Nyquist圖上,我們可以直接讀取出Rω和Rct的值,其中Zre=RΩ+Rct/2。此外,通過(guò)半圓頂點(diǎn)的ω值,我們還可以進(jìn)一步求得Cd,計(jì)算公式為Cd=1/ωR。

然而,在實(shí)際的固體電極EIS測(cè)量中,我們發(fā)現(xiàn)曲線(xiàn)往往偏離半圓軌跡,而呈現(xiàn)為一段圓弧,這被稱(chēng)為容抗弧。這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“彌散效應(yīng)”,其產(chǎn)生的原因尚不完全清楚,但一般認(rèn)為與電極表面的不均勻性、電極表面的吸附層以及溶液的導(dǎo)電性差等因素有關(guān)。它揭示了電極雙電層偏離理想電容的特性,即簡(jiǎn)單地將電極界面的雙電層等效為一個(gè)物理純電容是不夠準(zhǔn)確的。

溶液電阻Rω并非僅指溶液的歐姆電阻

它還包括體系中可能存在的其他歐姆電阻,例如電極表面膜的歐姆電阻、電池隔膜的歐姆電阻以及電極材料本身的歐姆電阻等。

當(dāng)電荷傳遞動(dòng)力學(xué)較慢時(shí)

電荷傳遞過(guò)程和擴(kuò)散過(guò)程會(huì)共同控制總的電極過(guò)程,這時(shí)電化學(xué)極化和濃差極化同時(shí)存在。這種情況下,電化學(xué)系統(tǒng)的等效電路可以簡(jiǎn)化為如上所示的形式。

除了電荷傳遞電阻,電路中還存在一個(gè)由擴(kuò)散過(guò)程引起的阻抗,稱(chēng)為韋伯阻抗(Warburg),用Zω表示。這個(gè)阻抗可以看作是一個(gè)擴(kuò)散電阻Rω和一個(gè)假(擴(kuò)散)電容Cω的串聯(lián)組合。通過(guò)公式推導(dǎo)和作圖,我們可以觀(guān)察到:在極低頻區(qū),Nyquist圖上擴(kuò)散控制表現(xiàn)為傾斜角為π/4(45°)的直線(xiàn);而在高頻區(qū),當(dāng)電荷傳遞過(guò)程是控制步驟時(shí),電路的等效阻抗在Nyquist圖上呈現(xiàn)為半圓。因此,在平面電極上,當(dāng)電極過(guò)程同時(shí)受到電荷傳遞和擴(kuò)散過(guò)程的控制時(shí),其N(xiāo)yquist圖將在整個(gè)頻率域內(nèi)由高頻區(qū)的半圓和低頻區(qū)的45度直線(xiàn)組成。高頻區(qū)主要受電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)(即電荷傳遞過(guò)程)的控制,而低頻區(qū)則主要受電極反應(yīng)的反應(yīng)物或產(chǎn)物的擴(kuò)散控制。通過(guò)該圖,我們可以求得體系的歐姆電阻、電荷傳遞電阻、電極界面雙電層電容,以及與擴(kuò)散系數(shù)相關(guān)的參數(shù)s。利用這些信息,我們可以進(jìn)一步估算擴(kuò)散系數(shù)D,并使用Rct和交換電流i0的關(guān)系式Rct=RT/nFi0來(lái)計(jì)算電極反應(yīng)的交換電流i0。

注意:

上述討論基于平板電極半無(wú)限線(xiàn)性擴(kuò)散的假設(shè),這是理想化的條件。在實(shí)際體系中,由于多種因素的影響,如電極表面的粗糙度或存在其他狀態(tài)變量,擴(kuò)散阻抗的直線(xiàn)可能會(huì)偏離45度,傾斜角會(huì)減小。這種現(xiàn)象主要由兩個(gè)原因造成:

電極表面粗糙度的影響:當(dāng)電極表面非常粗糙時(shí),擴(kuò)散過(guò)程部分類(lèi)似于球面擴(kuò)散。球的半徑越小,即越偏離平板電極的條件,直線(xiàn)的傾斜角就越小于45度。

狀態(tài)變量的影響:除了電極電勢(shì)外,還存在其他狀態(tài)變量,這些變量在測(cè)量過(guò)程中可能引起感抗,從而影響EIS譜的形狀。

對(duì)于復(fù)雜或特殊的電化學(xué)體系,EIS譜的形狀可能更加復(fù)雜多樣。例如,可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)半圓弧,甚至在第二象限出現(xiàn)半圓弧。此時(shí),僅用電阻和電容來(lái)描述等效電路可能不夠準(zhǔn)確,需要引入其他電化學(xué)元件,如感抗和常相位元件等。

鋰離子電池中,EIS譜的每個(gè)頻段都對(duì)應(yīng)著特定的阻抗意義。鋰離子在嵌合物電極中的脫出和嵌入過(guò)程涉及多個(gè)步驟,包括電子和鋰離子的輸運(yùn)、電荷傳輸、固體擴(kuò)散以及活性材料結(jié)構(gòu)的改變等。這個(gè)過(guò)程在EIS譜上表現(xiàn)為多個(gè)部分,包括與鋰離子和電子輸運(yùn)有關(guān)的歐姆電阻、與鋰離子通過(guò)SEI膜擴(kuò)散遷移有關(guān)的阻抗等。通過(guò)分析這些部分的形狀和大小,可以獲得關(guān)于電池性能和反應(yīng)機(jī)理的重要信息。
(3)在中頻區(qū)域,EIS譜呈現(xiàn)出一個(gè)與電荷傳遞過(guò)程相關(guān)的半圓。這個(gè)半圓可以用一個(gè)Rct/Cdl并聯(lián)電路來(lái)表示,其中Rct代表電荷傳遞電阻,也被稱(chēng)為電化學(xué)反應(yīng)電阻,而Cdl則表示雙電層電容。

(4)進(jìn)入低頻區(qū)域,EIS譜展現(xiàn)出一條與鋰離子在活性材料顆粒內(nèi)部固體擴(kuò)散過(guò)程相關(guān)的斜線(xiàn)。這個(gè)斜線(xiàn)可以用一個(gè)描述擴(kuò)散的Warburg阻抗ZW來(lái)代表。

(5)在極低頻區(qū)域(低于01Hz),EIS譜由一個(gè)與活性材料顆粒晶體結(jié)構(gòu)改變或新相生成相關(guān)的半圓,以及一條與鋰離子在活性材料中累積和消耗相關(guān)的垂線(xiàn)組成。這個(gè)區(qū)域的過(guò)程可以用一個(gè)Rb/Cb并聯(lián)電路與Cint組成的串聯(lián)電路來(lái)描述,其中Rb和Cb代表活性材料顆粒本體結(jié)構(gòu)改變的電阻和電容,而Cint則表示鋰離子在活性材料中的累積或消耗嵌入電容。

EIS測(cè)試的頻率范圍通常設(shè)定為10mHZ至10kHZ,振幅保持為5mV。因此,所得到的EIS圖通常呈現(xiàn)出一個(gè)與實(shí)軸的交點(diǎn),即歐姆電阻Rs,以及兩個(gè)半圓或一個(gè)半圓,再加上一條大約傾斜45°的斜線(xiàn)。

京滬創(chuàng)新鏈“嫁接”三明產(chǎn)業(yè)鏈——福建老工業(yè)基地打造新型科創(chuàng)平臺(tái)服務(wù)體系

三明永安市石墨與石墨烯產(chǎn)業(yè)園成為全國(guó)首批11個(gè)石墨烯產(chǎn)業(yè)示范基地之一。(林文斌 攝)

  依托滬明綠色氟代制藥工程技術(shù)研究中心,福建海西聯(lián)合藥業(yè)有限公司攜手上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué),推進(jìn)氟烷類(lèi)麻醉劑等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展;北京石墨烯技術(shù)研究院福建產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新中心,創(chuàng)新京明合作科特派服務(wù)機(jī)制,推動(dòng)石墨烯前沿技術(shù)和產(chǎn)業(yè)深入對(duì)接……福建省三明市日前組織召開(kāi)的2025年六大科技創(chuàng)新平臺(tái)工作推進(jìn)會(huì),亮出創(chuàng)新“成績(jī)單”。

  三明市是福建省老工業(yè)基地,有較為完整的工業(yè)體系和扎實(shí)的工業(yè)基礎(chǔ)。近年來(lái),三明市發(fā)揮中國(guó)機(jī)械總院集團(tuán)海西(福建)分院、三明市氟化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、福建永安市永清石墨烯研究院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“永清石墨烯研究院”)、三明市新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院等六大科創(chuàng)平臺(tái)“橋梁紐帶”作用,積極共建京滬協(xié)同創(chuàng)新與技術(shù)開(kāi)發(fā)平臺(tái),探索“京滬研發(fā)+三明制造”,闖出融合發(fā)展新路,推動(dòng)石墨烯、氟等新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。其中,三明高端石墨和石墨烯產(chǎn)業(yè)集群被列入省級(jí)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群,三明永安市石墨與石墨烯產(chǎn)業(yè)園,成為全國(guó)首批11個(gè)石墨烯產(chǎn)業(yè)示范基地之一。

  離岸孵化——突破發(fā)展瓶頸

  圍繞產(chǎn)業(yè)鏈延伸,加快含氟精細(xì)化學(xué)品、含氟聚合物、無(wú)機(jī)氟化物三個(gè)工程中心建設(shè),新建含氟薄膜材料、含氟精細(xì)化學(xué)品、含氟新能源材料三個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)和分析測(cè)試中心,專(zhuān)用實(shí)驗(yàn)室面積達(dá)2500平方米……在三明市六大科創(chuàng)平臺(tái)最新考核中,亮眼的三明市氟化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院獲評(píng)優(yōu)秀。

  近年來(lái),針對(duì)高校及科研院所創(chuàng)新資源匱乏、中試條件薄弱、成果轉(zhuǎn)化難等問(wèn)題,三明市堅(jiān)持圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈,布局建設(shè)六大科創(chuàng)平臺(tái),并在此基礎(chǔ)上建設(shè)福建省氟新材料工程研究中心、福建省氟化工產(chǎn)業(yè)計(jì)量測(cè)試中心等,具備了一定的基礎(chǔ)研究、中試放大和成果轉(zhuǎn)化條件。

  三明市科技局黨組書(shū)記、局長(zhǎng)李榮安介紹,三明市抓住京明科技合作、滬明對(duì)口合作機(jī)遇,利用京滬的人才和產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢(shì),發(fā)揮三明市螢石礦、微晶石墨礦資源豐富以及老工業(yè)基地制造業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景多等優(yōu)勢(shì),創(chuàng)新“京滬研發(fā)+三明制造”機(jī)制,構(gòu)建“基礎(chǔ)研究(應(yīng)用基礎(chǔ)研究)+中試放大+產(chǎn)業(yè)應(yīng)用”全鏈條創(chuàng)新體系。這一模式實(shí)現(xiàn)了科技成果離岸孵化、科技人才異地辦公,推動(dòng)了技術(shù)成果及項(xiàng)目在三明市落地轉(zhuǎn)化。

  氟石,被譽(yù)為“第二稀土”,氟新材料廣泛應(yīng)用于電子信息、生物醫(yī)藥、新能源電池等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。瞄準(zhǔn)含氟藥物這個(gè)前景廣闊的大市場(chǎng),依托三明市氟化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院,三明學(xué)院和上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)共建滬明綠色氟代制藥工程技術(shù)研究中心。該中心以氟代制藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)需求為切入點(diǎn),聚焦含氟新藥的發(fā)現(xiàn)、含氟藥物綠色合成工藝的創(chuàng)新、含氟電子特氣等重點(diǎn)領(lǐng)域。

  “我們將借助上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)在含氟藥物創(chuàng)制、氟代制藥技術(shù)領(lǐng)域的研究成果,以及中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所的人才、技術(shù)優(yōu)勢(shì),共建氟代制藥研發(fā)團(tuán)隊(duì)?!毖芯恐行呢?fù)責(zé)人肖旺釧說(shuō),中心將專(zhuān)注于研發(fā)綠色、環(huán)保、高效的氟代制藥技術(shù),推動(dòng)全市氟新材料產(chǎn)業(yè)延鏈補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈,助力三明打造福建省含氟原料藥及中間體重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)基地。

  協(xié)同攻關(guān)——助推企業(yè)轉(zhuǎn)型

  石墨烯被譽(yù)為“新材料之王”,正推動(dòng)電子信息、新能源、生物醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)深度變革。永安夢(mèng)康石墨烯家居科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“夢(mèng)康公司”),抓住京閩科技合作引進(jìn)北京科特派服務(wù)的機(jī)遇,加快企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐。

  早在2019年,依托永清石墨烯研究院,北京市科委、福建省科技廳、北京石墨烯技術(shù)研究院、三明市政府四方簽約共建北京石墨烯技術(shù)研究院福建產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新中心,高位“嫁接”北京優(yōu)勢(shì)科創(chuàng)資源。同時(shí),三明市以開(kāi)展京閩科技合作為契機(jī),創(chuàng)新京明合作科特派服務(wù)機(jī)制,針對(duì)當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,每年從在京高校、科研院所中選任10至20名相關(guān)領(lǐng)域?qū)<易鳛槿魇锌萍继嘏蓡T。正是在這一背景下,北京石墨烯技術(shù)研究院和中關(guān)村石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的專(zhuān)家入駐夢(mèng)康公司,并針對(duì)該公司的技術(shù)需求,開(kāi)展石墨烯抗菌聚氨酯復(fù)合材料等研發(fā)工作。

  目前,永清石墨烯研究院已完成檢測(cè)認(rèn)證中心、技術(shù)開(kāi)發(fā)中心、創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心建設(shè),是三明市首家取得中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)認(rèn)可資質(zhì)的研究院。該研究院為永安石墨和石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)80%以上的企業(yè)提供檢測(cè)認(rèn)證服務(wù)。此外,還探索“科創(chuàng)平臺(tái)+研發(fā)代工+產(chǎn)業(yè)園+大賽”模式,連續(xù)舉辦六屆中國(guó)福建(永安)石墨烯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽,吸引全國(guó)相關(guān)高校院所和企業(yè)參加,推動(dòng)一批參賽項(xiàng)目成功落戶(hù)永安石墨和石墨烯產(chǎn)業(yè)園進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化。

  三明市科技局副局長(zhǎng)吳翠蓉介紹,圍繞石墨烯領(lǐng)域重大技術(shù)需求,三明實(shí)行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、“揭榜掛帥”等舉措。其中,永清石墨烯研究院依托清華大學(xué)、廈門(mén)大學(xué)石墨烯領(lǐng)域?qū)<覉F(tuán)隊(duì),針對(duì)新型碳材料等領(lǐng)域組織開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。該研究院還聯(lián)合貝特瑞新材料集團(tuán)股份有限公司開(kāi)展微晶石墨負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)化研發(fā)并取得較大突破,小試樣品在國(guó)內(nèi)20余家主流電池廠(chǎng)家第一階段測(cè)試結(jié)果良好。

  四鏈融合——增強(qiáng)平臺(tái)實(shí)力

  試行“人才編制池”管理辦法、建立與績(jī)效相掛鉤的獎(jiǎng)補(bǔ)制度……近年來(lái),三明市通過(guò)加強(qiáng)對(duì)六大科創(chuàng)平臺(tái)目標(biāo)管理、簽訂年度目標(biāo)責(zé)任書(shū)、建立富有活力的研發(fā)創(chuàng)新體系,推動(dòng)人才、技術(shù)、項(xiàng)目等創(chuàng)新資源向平臺(tái)集聚,不斷增強(qiáng)平臺(tái)科研實(shí)力和服務(wù)能力。

  中國(guó)機(jī)械總院集團(tuán)海西(福建)分院圍繞工業(yè)母機(jī)“卡脖子”技術(shù)和國(guó)產(chǎn)替代產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā),成功攻克高端裝備關(guān)鍵技術(shù)20余項(xiàng),轉(zhuǎn)化形成高端裝備15臺(tái)(套),獲國(guó)內(nèi)首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備認(rèn)定3項(xiàng)、省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng),獲評(píng)省級(jí)工程研究中心。該院多項(xiàng)成果加快轉(zhuǎn)化,推動(dòng)三明市裝備制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)型升級(jí)。

  三明市新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院與廈門(mén)廈鎢新能源材料股份有限公司等企業(yè)合作開(kāi)展高比能電池評(píng)價(jià)項(xiàng)目,聯(lián)合成立科技成果運(yùn)營(yíng)公司,平臺(tái)服務(wù)能力進(jìn)一步提升。

  三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院新增市級(jí)及以上科技項(xiàng)目22項(xiàng),選育農(nóng)作物新品種69個(gè),其中獲審定、認(rèn)定新品種數(shù)量15個(gè),實(shí)現(xiàn)三明市首筆涉農(nóng)科技成果轉(zhuǎn)化單筆突破300萬(wàn)元交易。

  目前,三明市六大科創(chuàng)平臺(tái)已累計(jì)投入建設(shè)資金8億余元,擁有實(shí)驗(yàn)室及中試基地面積4.5萬(wàn)平方米,研發(fā)設(shè)備總投入1.2億元;聚集專(zhuān)兼職研發(fā)人員380余人,組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)25個(gè),在研項(xiàng)目153個(gè);累計(jì)實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化63項(xiàng),帶動(dòng)新增產(chǎn)值近11億元。

  李榮安表示,三明市將引導(dǎo)六大平臺(tái)圍繞四鏈融合,堅(jiān)持以問(wèn)題和需求為導(dǎo)向,以服務(wù)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展為宗旨,積極融入京明、滬明科技合作及新時(shí)代山海協(xié)作,進(jìn)一步加快創(chuàng)新人才引育,完善激勵(lì)機(jī)制,不斷深化拓展產(chǎn)學(xué)研合作,持續(xù)開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),推動(dòng)成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用落地,為服務(wù)全市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)力量。(謝開(kāi)飛 通訊員 莊佳麗)

來(lái)源:三明日?qǐng)?bào)

第七屆中國(guó)福建(永安)石墨烯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽暨金橋.永安新型碳材料產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目成果對(duì)接會(huì)參賽項(xiàng)目征集公告

為了進(jìn)一步提高福建省永安市新型碳材料行業(yè)影響力和知名度,深化上海浦東新區(qū)與福建永安對(duì)口合作,推動(dòng)新型碳材料產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展。經(jīng)研究,決定在上海浦東金橋開(kāi)發(fā)區(qū)舉辦“第七屆中國(guó)福建(永安)石墨烯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽暨金橋.永安新型碳材料產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目成果對(duì)接會(huì)”。本次大會(huì)由北京石墨烯研究院、清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院、永安市人民政府、浦東新區(qū)人民政府合作交流辦公室、浦東新區(qū)科技和經(jīng)濟(jì)委員會(huì)、中國(guó)(上海)自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)管理委員會(huì)金橋管理局、上海金橋(集團(tuán))有限公司主辦,福建省六一八產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司、三明埔?guī)X汽車(chē)工業(yè)園管理委員會(huì)、永安市永翔發(fā)展集團(tuán)有限公司、永安市永清石墨烯研究院承辦。現(xiàn)將有關(guān)事項(xiàng)公告如下:

一、組織機(jī)構(gòu)

主辦單位:

北京石墨烯研究院

清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院

永安市人民政府

浦東新區(qū)人民政府合作交流辦公室

浦東新區(qū)科技和經(jīng)濟(jì)委員會(huì)

中國(guó)(上海)自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)管理委員會(huì)金橋管理局

上海金橋(集團(tuán))有限公司

承辦單位:

福建省六一八產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司

三明埔?guī)X汽車(chē)工業(yè)園管理委員會(huì)

永安市永翔發(fā)展集團(tuán)有限公司

永安市永清石墨烯研究院

二、時(shí)間地點(diǎn)

(一)初賽

時(shí)間:2025年7月2日—7月3日(7月2日?qǐng)?bào)到)

地點(diǎn):福建省永安市

(二)決賽

時(shí)間:2025年7月29日—7月30日(7月29日?qǐng)?bào)到)

地點(diǎn):上海市浦東新區(qū)金橋紅楓萬(wàn)豪酒店

(備注:以上舉辦時(shí)間、地點(diǎn)如有調(diào)整,另行通知,請(qǐng)持續(xù)關(guān)注)

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三、第七屆中國(guó)福建(永安)石墨烯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽有關(guān)事項(xiàng)

(一)參賽條件

1.具有創(chuàng)新成果,包括石墨烯、碳納米管、碳纖維等新型碳材料相關(guān)科技成果、技術(shù)專(zhuān)利和產(chǎn)品,參賽項(xiàng)目或技術(shù)擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)且無(wú)產(chǎn)權(quán)糾紛。

2.具有創(chuàng)新能力和高成長(zhǎng)潛力良好及市場(chǎng)發(fā)展前景的新型碳材料研發(fā)及應(yīng)用企業(yè),主要從事新型碳材料相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)、制備、應(yīng)用等;

3.擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),相對(duì)成熟的創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目與計(jì)劃,有較好市場(chǎng)前景;

4.核心創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人員年齡一般不超過(guò)55周歲,特別優(yōu)秀的年齡可適當(dāng)放寬。

(二)參賽要求

1.報(bào)名

本次大賽采用網(wǎng)絡(luò)報(bào)名的方式,報(bào)名需提供以下文件《參賽項(xiàng)目基本信息表》、《項(xiàng)目計(jì)劃書(shū)》、《項(xiàng)目路演承諾書(shū)》、《初賽參賽回執(zhí)》于6月20日前發(fā)至指定郵箱:bgi_graphene2020@163.com,相關(guān)文件可在北京石墨烯研究院和福建省六一八公司官網(wǎng)專(zhuān)欄下載。

2.項(xiàng)目篩選

①報(bào)名截止后,由大賽組委會(huì)依據(jù)參加大賽條件對(duì)報(bào)名項(xiàng)目進(jìn)行形式審查,篩選合格項(xiàng)目。

②大賽評(píng)委會(huì)專(zhuān)家,根據(jù)《項(xiàng)目計(jì)劃書(shū)》內(nèi)容組織篩選合格的項(xiàng)目7月3日在永安進(jìn)行初賽評(píng)選,從中優(yōu)選出前6名項(xiàng)目參加7月30日上海浦東新區(qū)最終決賽,入圍名單將在北京石墨烯研究院和福建省六一八公司官網(wǎng)和微信公眾平臺(tái)公示。

3.比賽資料

①演講PPT電子版(16:9),比賽報(bào)到日前發(fā)組委會(huì)郵箱。

②道具:所有參賽企業(yè)在條件允許的情況下,可攜帶項(xiàng)目產(chǎn)品或與項(xiàng)目相關(guān)的道具及部件,以便比賽現(xiàn)場(chǎng)展示說(shuō)明創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。如有特殊設(shè)計(jì)的道具,參賽者請(qǐng)?zhí)崆芭c大賽組委會(huì)溝通。

4.現(xiàn)場(chǎng)路演

①現(xiàn)場(chǎng)路演的企業(yè)選派1名代表參加現(xiàn)場(chǎng)答辯,該代表應(yīng)為企業(yè)核心人員(如創(chuàng)始人、CEO等),并具有較好的陳述表達(dá)能力。

②每個(gè)項(xiàng)目路演時(shí)間為10分鐘,專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)時(shí)間5分鐘,所有路演結(jié)束公布比賽結(jié)果,并在北京石墨烯研究院和福建省六一八公司官網(wǎng)和微信公眾平臺(tái)公示。

5.參賽規(guī)則

①參加大賽單位在比賽前一天進(jìn)行抽簽決定比賽順序,按照抽簽順序依次進(jìn)行答辯。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)比賽現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行簽到與答辯的,視為自動(dòng)放棄比賽。

②比賽評(píng)委由專(zhuān)家評(píng)委和行業(yè)評(píng)委組成,其中決賽設(shè)專(zhuān)家評(píng)委6名,行業(yè)評(píng)委30名。評(píng)委可對(duì)參加大賽項(xiàng)目進(jìn)行點(diǎn)評(píng)及提問(wèn)。

③比賽時(shí)間設(shè)置:

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(三)獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)置

(1)獎(jiǎng)金及證書(shū):大賽最終評(píng)選出一等獎(jiǎng)1個(gè)、二等獎(jiǎng)2個(gè)、三等獎(jiǎng)3個(gè)、優(yōu)秀獎(jiǎng)若干個(gè),組委會(huì)為獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)頒發(fā)獎(jiǎng)金和證書(shū)。

(2)項(xiàng)目落地支持:大賽獲獎(jiǎng)項(xiàng)目如選擇在金橋·永安新型碳材料產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展中心或上海浦東新區(qū)金橋(永安)產(chǎn)業(yè)園落戶(hù),將額外獲主辦方落地項(xiàng)目資金支持。

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(四)項(xiàng)目展示

參賽項(xiàng)目以展板的形式在大賽會(huì)場(chǎng)指定位置擺放展示。項(xiàng)目簡(jiǎn)介的展示由參加大賽者提供文字和圖片,組委會(huì)統(tǒng)一制作展板。

(五)聯(lián)系方式

黃超(BGI對(duì)接人17200366457)

黃玉棋(福建對(duì)接人18250573168)

報(bào)名郵箱:bgi_graphene2020@163.com

第七屆中國(guó)福建(永安)石墨烯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽暨項(xiàng)目成果對(duì)接會(huì)組委會(huì)

2025年5月

青山綠水間的“碳”索 —— 我市構(gòu)建現(xiàn)代化石墨和石墨烯產(chǎn)業(yè)紀(jì)實(shí)

三明是一座綠意盎然的新興工業(yè)城市,綠水青山下蘊(yùn)藏著超1億噸的石墨礦儲(chǔ)量,成為南方主要的微晶石墨儲(chǔ)藏地之一。
近年來(lái),我市立足資源稟賦,制定并印發(fā)專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃、扶持措施、實(shí)施方案,組建產(chǎn)業(yè)鏈工作專(zhuān)班及招商專(zhuān)班,繪制三明石墨和石墨烯特色產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展與招商圖譜,建立招商項(xiàng)目庫(kù)和重點(diǎn)目標(biāo)企業(yè)庫(kù),加快培育新質(zhì)生產(chǎn)力動(dòng)力源泉和爆發(fā)點(diǎn),構(gòu)建現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系。

串點(diǎn)成線(xiàn) 構(gòu)建完整產(chǎn)業(yè)鏈條

產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)钱a(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵紐帶。
在推動(dòng)石墨資源開(kāi)發(fā)及深加工產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展過(guò)程中,我市設(shè)立永安市石墨和石墨烯產(chǎn)業(yè)園、大田縣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)羅豐工業(yè)園、三明經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)吉口新興產(chǎn)業(yè)園、永安市曹遠(yuǎn)鎮(zhèn)新材料工業(yè)集中區(qū)4個(gè)專(zhuān)業(yè)園區(qū)。其中,永安市石墨和石墨烯產(chǎn)業(yè)園是全國(guó)首批11個(gè)石墨烯產(chǎn)業(yè)示范基地之一,也是全省第一批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群和省級(jí)綠色園區(qū)。
5月18日,走進(jìn)位于永安市石墨和石墨烯產(chǎn)業(yè)園的凱納新材料科技有限公司中控室,一塊監(jiān)控著多個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的中控屏前,技術(shù)人員正認(rèn)真記錄每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
“目前整條生產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化控制,有效節(jié)約用人成本、提升員工作業(yè)環(huán)境,并為生產(chǎn)過(guò)程及產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性保駕護(hù)航?!奔夹g(shù)部經(jīng)理王佑安介紹。
凱納新材料成立于2024年,是一家專(zhuān)注于新型碳材料研發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè),一期年產(chǎn)500噸石墨烯、單壁/寡壁碳納米管粉體生產(chǎn)線(xiàn)已建成投產(chǎn),二期項(xiàng)目正在緊張籌備中,建成后將與園區(qū)企業(yè)相互合作,完善產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈,形成產(chǎn)業(yè)閉環(huán),為園區(qū)建設(shè)添磚加瓦。
招商引資是產(chǎn)業(yè)延鏈補(bǔ)鏈的重要抓手。“我們充分發(fā)揮園區(qū)資源、平臺(tái)等優(yōu)勢(shì),開(kāi)展以商招商、以賽招商、基金招商等形式多樣的招商活動(dòng)。”園區(qū)管委會(huì)副主任黃玉棋表示。
2021年10月,中國(guó)福建(永安)石墨烯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽結(jié)果揭曉,廈門(mén)凱納石墨烯技術(shù)股份有限公司參賽團(tuán)隊(duì)的《基于新一代分散技術(shù)的石墨烯復(fù)合導(dǎo)電漿料項(xiàng)目》榮獲一等獎(jiǎng),并在賽后與永安市成功簽約,凱納新材料得以落戶(hù)永安。
近年來(lái),我市深入推進(jìn)石墨和石墨烯特色產(chǎn)業(yè)鏈“延鏈補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈”工作,在石墨負(fù)極、特種石墨、石墨烯應(yīng)用等3個(gè)子產(chǎn)業(yè),培育扶持一批具有較高知名度、科技含量高、成長(zhǎng)性高的企業(yè),構(gòu)建起新能源負(fù)極材料、等靜壓石墨、石墨烯制備及應(yīng)用、碳纖維及復(fù)合材料等4條較完整產(chǎn)業(yè)鏈,產(chǎn)品涵蓋石墨負(fù)極、硅碳負(fù)極、等靜壓石墨、石墨烯導(dǎo)熱膜、石墨烯導(dǎo)電漿料、碳納米管、碳碳復(fù)合材料等領(lǐng)域,形成了良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

科創(chuàng)引領(lǐng)?激發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新活力

科技創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。
在自然界中,碳材料因其耐高溫的特性,常被用于制作熱場(chǎng)材料。
福建福碳新材料科技有限公司專(zhuān)注于高端等靜壓石墨材料、碳基復(fù)合材料及半導(dǎo)體器件的研發(fā)與生產(chǎn),產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光伏、航空航天等領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域中,碳元素應(yīng)用廣泛,以制備單晶硅為例,通常使用石墨坩堝。
“像石墨坩堝這類(lèi)碳材料,灰分的高低將直接影響材料性能,因此生產(chǎn)過(guò)程中的提純環(huán)節(jié)至關(guān)重要?!惫靖笨偨?jīng)理紀(jì)斌說(shuō)。經(jīng)過(guò)多年的科研攻關(guān),公司不斷對(duì)純化爐設(shè)備改造升級(jí),最終將產(chǎn)品含碳量從4個(gè)9提升至6個(gè)9。產(chǎn)品性能的提升也擴(kuò)大了公司的業(yè)務(wù)版圖,從最初的模具制造領(lǐng)域拓展到半導(dǎo)體等高科技領(lǐng)域。
而在鋰電儲(chǔ)能領(lǐng)域,負(fù)極材料的生產(chǎn)工藝革新是產(chǎn)業(yè)降本增效的關(guān)鍵。
位于大田縣羅豐工業(yè)園的福建科達(dá)新能源科技有限公司聚焦這一痛點(diǎn),通過(guò)造粒預(yù)碳化一體式回轉(zhuǎn)窯工藝的研發(fā),將傳統(tǒng)分步式生產(chǎn)流程整合為連續(xù)化作業(yè),縮短了生產(chǎn)周期;其移動(dòng)石墨化技術(shù)則通過(guò)模塊化設(shè)備設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了石墨化產(chǎn)能的靈活調(diào)配,大幅降低了能耗成本。
與科達(dá)新能源的技術(shù)突破相呼應(yīng),我市搭建的公共研發(fā)平臺(tái)也在持續(xù)賦能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。
成立于2018年的永清石墨烯研究院,依托清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院在石墨烯及新能源儲(chǔ)能材料領(lǐng)域研發(fā)、技術(shù)、人才方面的優(yōu)勢(shì),共同建立公共技術(shù)服務(wù)平臺(tái),為全省石墨和石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)提供檢測(cè)分析、研發(fā)設(shè)計(jì)、工藝開(kāi)發(fā)等技術(shù)服務(wù)。
去年,永清石墨烯研究院檢測(cè)中心正式通過(guò)中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)(CNAS)的認(rèn)可,這意味著企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)研究院檢測(cè)和校準(zhǔn)所出具的認(rèn)證將更具權(quán)威性。
不僅如此,效率高、成本低是研究院的檢測(cè)優(yōu)勢(shì)。
技術(shù)開(kāi)發(fā)中心主任羅旌旺說(shuō):“過(guò)去,園區(qū)企業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)需要送到福州、廈門(mén)甚至省外相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu),帶來(lái)了許多不便。在外地檢測(cè)期間,企業(yè)工程師不可能全程參與。而在研究院,他們可以隨時(shí)過(guò)來(lái)現(xiàn)場(chǎng),針對(duì)測(cè)試樣品提出檢測(cè)需求,大大提高了檢測(cè)效率。即使遇到‘排隊(duì)’情況,研究院也會(huì)酌情為園區(qū)企業(yè)‘開(kāi)綠燈’,節(jié)約了不少時(shí)間。同時(shí),針對(duì)園區(qū)企業(yè),研究院收取的檢測(cè)費(fèi)用更加優(yōu)惠。”
眾人拾柴火焰高,多方合力聚產(chǎn)業(yè)。我市正搶抓對(duì)口合作機(jī)遇,不斷完善協(xié)作平臺(tái)和研發(fā)平臺(tái),已與廈門(mén)大學(xué)合作共建石墨烯應(yīng)用工程實(shí)驗(yàn)室,與北京市科委、北京石墨烯研究院、福建省科技廳四方合作共建“北京石墨烯研究院福建產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新中心”等公共研發(fā)技術(shù)服務(wù)平臺(tái),此外還設(shè)立新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院,為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展賦智賦能。

傾情服務(wù)打 造近悅遠(yuǎn)來(lái)營(yíng)商環(huán)境

營(yíng)商環(huán)境是競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn),標(biāo)志著一個(gè)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“軟實(shí)力”。
凱納新材料的落地,除了依托大賽契機(jī),更得益于園區(qū)無(wú)微不至的服務(wù)。
該項(xiàng)目年初簽約,實(shí)現(xiàn)了當(dāng)年啟動(dòng)、當(dāng)年建設(shè)、當(dāng)年投產(chǎn)。項(xiàng)目快速推進(jìn)的背后,是園區(qū)工作人員的全程服務(wù)和助力。
“圍繞優(yōu)化營(yíng)商環(huán)境的目標(biāo),我們出臺(tái)實(shí)施企業(yè)掛包幫扶方案和輪值制度,幫助企業(yè)在最短時(shí)間內(nèi)解決環(huán)保、供電等方面的困難和問(wèn)題,讓企業(yè)達(dá)產(chǎn)跑出‘加速度’?!秉S玉棋說(shuō)。
建設(shè)過(guò)程中,凱納新材料現(xiàn)有廠(chǎng)房的電力不能滿(mǎn)足生產(chǎn)使用要求,需要額外增設(shè)變壓器,于是立即向管委會(huì)求助。管委會(huì)迅速召集專(zhuān)業(yè)人員實(shí)地走訪(fǎng),并召開(kāi)專(zhuān)題會(huì)議分析研判,最終通過(guò)電網(wǎng)接電服務(wù),不到一個(gè)月便順利解決。
“政府的大力支持讓我們有了更大的發(fā)展空間,能夠擺脫負(fù)擔(dān),大步向前,進(jìn)一步鞏固市場(chǎng)地位。”王佑安說(shuō)。
企業(yè)發(fā)展,人才是關(guān)鍵。為了吸引和留住石墨烯產(chǎn)業(yè)相關(guān)人才,當(dāng)?shù)卣伦懔斯Ψ颉?/span>
福建翔豐華新能源材料有限公司有著一支陣容強(qiáng)大的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售團(tuán)隊(duì)。公司研究院院長(zhǎng)白宇,就是一名清華“學(xué)霸”,由他牽頭研發(fā)的新型低成本鋰離子電池石墨負(fù)極材料滿(mǎn)足市場(chǎng)需求,為公司帶來(lái)了豐厚的收益。
對(duì)于白宇這些產(chǎn)業(yè)人才,永安市提供了各種人才政策“福利”。目前,翔豐華已享受永安市人才首套房購(gòu)房補(bǔ)助160萬(wàn)元、人才公寓10套,10名企業(yè)人才子女可自主擇校入學(xué)等政策優(yōu)惠。
“這些人才政策很實(shí)惠,讓我們能更安心地在永安工作?!卑子钐寡?。
營(yíng)商環(huán)境更優(yōu),企業(yè)發(fā)展無(wú)憂(yōu)。我市先后引進(jìn)翔豐華、貝特瑞、科達(dá)制造等上市公司,集聚了30家石墨和石墨烯企業(yè),其中省級(jí)龍頭培育企業(yè)2家,專(zhuān)精特新“小巨人”企業(yè)2家,專(zhuān)精特新中小企業(yè)9家,創(chuàng)新型中小企業(yè)11家。
今年一季度,全市石墨和石墨烯產(chǎn)業(yè)工業(yè)增加值同比增幅達(dá)44.1%,呈現(xiàn)持續(xù)向好態(tài)勢(shì)。
【記者手記】
朝陽(yáng)中的永安市石墨和石墨烯產(chǎn)業(yè)園,廠(chǎng)房與周邊的竹林、茶園交相輝映。這片曾經(jīng)以伐木、采礦為主的土地,如今正以“碳”為筆,在綠水青山間書(shū)寫(xiě)著老工業(yè)基地的新發(fā)展篇章。
正如這個(gè)產(chǎn)業(yè)園里的企業(yè)一樣,許多石墨和石墨烯企業(yè)落地三明,看中的是三明豐富的石墨資源以及相對(duì)完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。
資源型城市要發(fā)展,關(guān)鍵在“跳出資源做文章”。不是依賴(lài)資源賣(mài)資源,而是以資源為支點(diǎn),撬動(dòng)技術(shù)、資本、人才等高端要素集聚,實(shí)現(xiàn)從“資源紅利”向“創(chuàng)新紅利”的跨越。
而產(chǎn)業(yè)集聚后,需要構(gòu)建“自我迭代”的生態(tài)系統(tǒng)。無(wú)論是產(chǎn)業(yè)鏈的縱向延伸、創(chuàng)新鏈的協(xié)同聯(lián)動(dòng),還是人才鏈的精準(zhǔn)匹配,都是在打造一個(gè)能自我進(jìn)化、自我造血的產(chǎn)業(yè)生態(tài),讓發(fā)展具有持續(xù)動(dòng)能。
傳統(tǒng)工業(yè)城市的轉(zhuǎn)型之路,是在守正創(chuàng)新中踐行“青山綠水是無(wú)價(jià)之寶”的生動(dòng)實(shí)踐。加快培育新質(zhì)生產(chǎn)力,更多“三明故事”正在悄然上演。(朱丹宇 鄒 雯 葉紫妍 胡昆明 文/圖)
來(lái)源:三明日?qǐng)?bào)

2025石墨烯材料產(chǎn)業(yè)工程師高級(jí)研修班圓滿(mǎn)收官!

5月22日-24日,在浙江省人力資源和社會(huì)保障廳的指導(dǎo)和支持下,2025石墨烯材料產(chǎn)業(yè)工程師高級(jí)研修班成功舉辦。作為全國(guó)首個(gè)聚焦石墨烯產(chǎn)業(yè)復(fù)合型人才培養(yǎng)的省級(jí)高級(jí)研修項(xiàng)目,匯聚了近百名行業(yè)中高級(jí)技術(shù)和管理人員,通過(guò)理論授課、座談研討與實(shí)地考察等相結(jié)合形式,共同探討交流石墨烯技術(shù)成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定等內(nèi)容,為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新和石墨烯產(chǎn)業(yè)工程師隊(duì)伍培養(yǎng)提供支撐。

首屆之“新”,破解產(chǎn)業(yè)化人才瓶頸
研修班依托國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心和浙江省石墨烯材料產(chǎn)業(yè)工程師協(xié)同創(chuàng)新中心,旨在通過(guò)整合石墨烯行業(yè)產(chǎn)學(xué)研用資創(chuàng)新資源,面向國(guó)家戰(zhàn)略需求和行業(yè)發(fā)展需求,致力于培養(yǎng)懂技術(shù)、懂市場(chǎng)、懂管理的推動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的復(fù)合型人才。研修將重點(diǎn)提升參訓(xùn)人員的理論和實(shí)踐能力、成果轉(zhuǎn)化能力和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)能力,促進(jìn)人才與產(chǎn)業(yè)的深度融合與雙向賦能,為我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展注入新活力。

中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長(zhǎng)、國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)家咨詢(xún)委員會(huì)委員李義春出席開(kāi)班儀式并致辭,國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心主任、中國(guó)科學(xué)院寧波材料所研究員劉兆平主持。

李義春表示石墨烯從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng),工程師是打通成果轉(zhuǎn)化“最后一公里”的重要推手,希望學(xué)員通過(guò)本次培訓(xùn)提升將理論轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問(wèn)題的能力,不僅成為技術(shù)攻關(guān)的“尖兵”,還能跳出技術(shù)局限,思考產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與商業(yè)模式創(chuàng)新,為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)智慧。

劉兆平表示石墨烯被譽(yù)為“新材料之王”,其技術(shù)突破正在重塑傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)格局。但當(dāng)前行業(yè)仍面臨技術(shù)轉(zhuǎn)化難、規(guī)?;瘧?yīng)用不足等挑戰(zhàn)。作為產(chǎn)業(yè)一線(xiàn)的工程師,既是技術(shù)落地的實(shí)踐者、產(chǎn)業(yè)升級(jí)的推動(dòng)者,更是創(chuàng)新生態(tài)的構(gòu)建者。本屆研修班的舉辦,正是浙江省響應(yīng)國(guó)家新材料戰(zhàn)略、破解“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同堵點(diǎn)的創(chuàng)新實(shí)踐。

權(quán)威專(zhuān)家授課,全鏈條賦能
中國(guó)技術(shù)創(chuàng)業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)、北京高精尖科技開(kāi)發(fā)院院長(zhǎng)汪斌,寧波江豐熱等靜壓技術(shù)有限公司總經(jīng)理、浙江省青科協(xié)會(huì)員曹歡歡,國(guó)家技術(shù)轉(zhuǎn)移人才培訓(xùn)實(shí)訓(xùn)導(dǎo)師、國(guó)家技術(shù)轉(zhuǎn)移中部中心高級(jí)顧問(wèn)趙保紅,中關(guān)村華清石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)審評(píng)中心國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)評(píng)審專(zhuān)家戴石鋒,山東國(guó)瓷功能材料股份有限公司創(chuàng)始人、新型功能材料國(guó)家企業(yè)技術(shù)中心主任宋錫濱,中國(guó)科學(xué)院寧波材料所研究員、國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心副主任周旭峰,寧波柔碳電子科技有限公司董事長(zhǎng)/總經(jīng)理、浙江省特聘專(zhuān)家汪偉等擔(dān)任授課講師,確保課程兼具理論深度與實(shí)踐指導(dǎo)性。為提升研修實(shí)效,課程覆蓋技術(shù)研發(fā)、專(zhuān)利布局、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、商業(yè)化落地等關(guān)鍵內(nèi)容。

汪斌以《用科創(chuàng)經(jīng)濟(jì)思維,賦能石墨烯產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展》為題,基于科創(chuàng)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論框架,系統(tǒng)闡述了科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)升級(jí)的實(shí)踐路徑,并通過(guò)經(jīng)濟(jì)規(guī)律與產(chǎn)業(yè)案例融合分析,提出技術(shù)賦能高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略思路。
趙保紅以《高價(jià)值專(zhuān)利培育與運(yùn)營(yíng)》為題,立足技術(shù)轉(zhuǎn)移與專(zhuān)利管理經(jīng)驗(yàn),解析了高價(jià)值專(zhuān)利的培育策略及運(yùn)營(yíng)模式,強(qiáng)調(diào)了專(zhuān)利布局在科技成果轉(zhuǎn)化中的核心作用與實(shí)施路徑。
戴石鋒以《石墨烯產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與標(biāo)準(zhǔn)必要專(zhuān)利》為題,圍繞石墨烯產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化需求,結(jié)合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)制實(shí)踐,探討了標(biāo)準(zhǔn)必要專(zhuān)利的協(xié)同布局邏輯及產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)共建機(jī)制。
曹歡歡以《核心團(tuán)隊(duì)打造與平臺(tái)建設(shè)》為題,基于集成電路靶材產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn),聚焦管理實(shí)踐對(duì)技術(shù)規(guī)?;涞氐年P(guān)鍵支撐作用,闡釋了技術(shù)團(tuán)隊(duì)能力提升與創(chuàng)新平臺(tái)搭建方法論。
周旭峰以《石墨烯科技前沿與產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)》為題,梳理了石墨烯可控制備技術(shù)的前沿突破與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,結(jié)合應(yīng)用案例展望其在新能源、電子信息等領(lǐng)域的商業(yè)化趨勢(shì)與挑戰(zhàn)。
汪偉以《創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基本要素》為題,結(jié)合石墨烯薄膜產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐,提煉技術(shù)商業(yè)化進(jìn)程中創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)要素,提出資源整合、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)性策略框架。
宋錫濱以《科技成果轉(zhuǎn)化與商業(yè)模式創(chuàng)新》為題,將功能材料產(chǎn)學(xué)研合作為主線(xiàn),結(jié)合市場(chǎng)落地案例,論述了科技成果轉(zhuǎn)化路徑與商業(yè)模式創(chuàng)新邏輯,傳授了需求驅(qū)動(dòng)的協(xié)同創(chuàng)新實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
研修期間,學(xué)員與專(zhuān)家圍繞“量產(chǎn)一致性控制”“成本優(yōu)化路徑”等問(wèn)題展開(kāi)討論交流。在分享學(xué)習(xí)心得體會(huì)時(shí),學(xué)員表示:“三天的課程直擊痛點(diǎn),尤其是專(zhuān)利運(yùn)營(yíng)和標(biāo)準(zhǔn)制定的方法論,為技術(shù)保護(hù)與市場(chǎng)拓展提供了新思路,過(guò)去只埋頭做實(shí)驗(yàn),現(xiàn)在學(xué)會(huì)了用專(zhuān)利布局保護(hù)創(chuàng)新,用標(biāo)準(zhǔn)話(huà)語(yǔ)權(quán)搶占市場(chǎng)。”

在實(shí)地考察環(huán)節(jié),學(xué)員還參觀(guān)了國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心多個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目,赴石墨烯銅基復(fù)材、石墨烯智能調(diào)光膜、石墨烯基動(dòng)力電池、石墨烯導(dǎo)熱膜、石墨烯鋁基復(fù)材和石墨烯增強(qiáng)制冷機(jī)等項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)。

首屆研修班的成功舉辦,是探索石墨烯產(chǎn)業(yè)工程師培養(yǎng)培育的生動(dòng)實(shí)踐。國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心為授課專(zhuān)家頒發(fā)講師聘書(shū),未來(lái)將繼續(xù)聯(lián)合高校院所、企業(yè)等共建“產(chǎn)學(xué)研用”實(shí)訓(xùn)基地,形成“理論培訓(xùn)-實(shí)踐指導(dǎo)-資源對(duì)接-市場(chǎng)推廣”閉環(huán)培育模式,為石墨烯產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供人才智力支撐。

來(lái)源:國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心

創(chuàng)新突破!利用自動(dòng)化轉(zhuǎn)移設(shè)備實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)石墨烯批量化轉(zhuǎn)移

近年來(lái),石墨烯單晶晶圓的可控制備已逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,為石墨烯在電子、光電和傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。然而,如何將石墨烯晶圓完整、可重復(fù)、高效地轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底上,仍是制約其規(guī)?;瘧?yīng)用的關(guān)鍵難題之一。

針對(duì)這一難題,北京大學(xué)劉忠范院士、林立研究員團(tuán)隊(duì)與劍橋大學(xué)毛博陽(yáng)研究員在《Nature Chemical Engineering》期刊上發(fā)表最新研究成果,成功研制出一套石墨烯單晶晶圓的自動(dòng)化轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了石墨烯從銅生長(zhǎng)襯底到硅襯底的全自動(dòng)、高通量、可重復(fù)的轉(zhuǎn)移流程,轉(zhuǎn)移至硅襯底的石墨烯載流子遷移率超過(guò) 14,000 cm2/V·s,日均轉(zhuǎn)移產(chǎn)能高達(dá)180片晶圓。該自動(dòng)化轉(zhuǎn)移系統(tǒng)在保證石墨烯性能的同時(shí),大幅提升了轉(zhuǎn)移效率,降低了手工操作帶來(lái)的不確定性,為石墨烯晶圓的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的石墨烯轉(zhuǎn)移工藝普遍依賴(lài)聚合物支撐層和溶液相的物理化學(xué)過(guò)程,易產(chǎn)生石墨烯表面污染、水氧摻雜等問(wèn)題。為了確保石墨烯在轉(zhuǎn)移過(guò)程中保持本征性質(zhì),研究團(tuán)隊(duì)使用金屬鋁作為轉(zhuǎn)移介質(zhì),鋁與石墨烯較高的結(jié)合力可以輔助石墨烯從生長(zhǎng)襯底的直接剝離。隨后,通過(guò)對(duì)鋁層進(jìn)行氧化處理,形成氧化鋁薄膜,有效降低轉(zhuǎn)移介質(zhì)與石墨烯的粘附力;結(jié)合低溫處理使氧化鋁層因應(yīng)力累積發(fā)生斷裂,促使石墨烯與目標(biāo)硅襯底實(shí)現(xiàn)充分接觸,增強(qiáng)兩者之間的粘附力。最終,通過(guò)調(diào)控界面力,成功實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移介質(zhì)從石墨烯表面的直接剝離去除。

基于該轉(zhuǎn)移工藝,研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并搭建了自動(dòng)轉(zhuǎn)移裝置,包括自動(dòng)勻膠機(jī)和自動(dòng)貼合與剝離裝置,能夠精確控制剝離過(guò)程中的薄膜張力,實(shí)現(xiàn)了晶圓級(jí)石墨烯的無(wú)損、批量化、自動(dòng)化轉(zhuǎn)移,日均轉(zhuǎn)移產(chǎn)能高達(dá)180片晶圓。

經(jīng)表征,4英寸石墨烯晶圓的轉(zhuǎn)移完整度高達(dá)99%,平均載流子遷移率為14,125 cm2/V·s。同時(shí),在同一批次的多片晶圓中也實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)移效果的一致性,充分驗(yàn)證了該自動(dòng)化轉(zhuǎn)移工藝的的優(yōu)異重復(fù)性與穩(wěn)定性。在能耗、成本和環(huán)保等方面,生命周期評(píng)估結(jié)果表明,與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)移方法相比,自動(dòng)化轉(zhuǎn)移工藝在多個(gè)環(huán)境影響指標(biāo)上均表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì),具有更低的環(huán)境負(fù)擔(dān)和成本,提供了一種更加可持續(xù)的二維材料轉(zhuǎn)移方案。

在該研究工作中,北京大學(xué)劉忠范院士、林立研究員、劍橋大學(xué)毛博陽(yáng)研究員為論文共同通訊作者;北京大學(xué)張艷鋒教授、謝芹工程師,北京石墨烯研究院賈開(kāi)誠(chéng)研究員、胡兆寧研究員等為重要合作者。

該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、北京分子科學(xué)國(guó)家研究中心等機(jī)構(gòu)和項(xiàng)目資助,并得到了北京石墨烯研究院、北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院的分子材料與納米加工實(shí)驗(yàn)室(MMNL)儀器平臺(tái)、北京大學(xué)材料加工與測(cè)試中心的支持。

創(chuàng)新突破!利用自動(dòng)化轉(zhuǎn)移設(shè)備實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)石墨烯批量化轉(zhuǎn)移

圖1 石墨烯等二維材料的規(guī)?;a(chǎn)、轉(zhuǎn)移及商業(yè)應(yīng)用示意圖

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圖2 剝離過(guò)程中的斷裂力學(xué)及轉(zhuǎn)移介質(zhì)設(shè)計(jì)

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圖3 自主研發(fā)的石墨烯晶圓自動(dòng)轉(zhuǎn)移系統(tǒng)

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圖4 轉(zhuǎn)移石墨烯晶圓的完整度、潔凈度和電學(xué)性質(zhì)

原文鏈接:https://doi.org/10.1038/s44286-025-00227-5

Automated processing and transfer of two-dimensional materials with robotics

來(lái)源:北京石墨烯研究院