石墨烯由于其優(yōu)越的性能在多個領域都有重要研究，如電池、催化、環(huán)境、傳感器、電子元器件、超級電容器及醫(yī)療健康等。石墨烯作為鋰離子電池導電劑已經(jīng)獲得應用，但所用的都是片裝粉末，仍然存在團聚問題，三維石墨烯粉體尚未實現(xiàn)實際應用。

本團隊發(fā)明的三維石墨烯粉體材料是一種新型碳材料，其結構獨特，在現(xiàn)有材料中是不存在的。其制備工藝簡單，成本低廉，由于是CVD高溫生長的，其導電性極其優(yōu)良，是一種實用高效的催化劑材料。垂直于基底顆粒表面生長的長短不一的垂直石墨烯片相互交聯(lián)成三維結構，易與活性材料接觸并構成高效的導電網(wǎng)絡。在用作正極材料磷酸鐵鋰導電劑時，使得磷酸鐵鋰獲得了更高的比容量、更好的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能，尤其是在高載量下保持了高容量和穩(wěn)定性。此方法適于大規(guī)模生產(chǎn)，具有巨大的應用前景。

本團隊基于自有原創(chuàng)技術、面向國家和廣東省經(jīng)濟發(fā)展需求，以產(chǎn)業(yè)化應用為目標，熱處理和垂直石墨烯熱CVD生長等技術，研究三維石墨烯粉體規(guī)模化生產(chǎn)工藝和商業(yè)應用開發(fā)。

三維石墨烯粉體通過本團隊自主開發(fā)的熱CVD技術制備而成，是由尺寸約幾十納米的石墨烯納米片組成的三維球狀顆粒，顆粒粒徑均勻，分散性良好，石墨烯納米片垂直于顆粒表面分布，邊緣為少層或單層結構，且相互之間可形成良好接觸。利用熱CVD技術制備垂直生長的三維石墨烯，不僅解決了二維石墨烯片易團聚的問題，而且制備過程不需消耗大量的濃酸和強氧化劑，減少了對環(huán)境的污染。

該三維石墨烯粉體電導率高、分散性良好、易于大規(guī)模生產(chǎn)，具有巨大的產(chǎn)業(yè)化前景。可在鋰離子電池等能量存儲領域，塑料、橡膠等傳統(tǒng)增強材料領域得到應用，此外在防腐涂層方面也存在較大的應用潛力。目前本項目重點推廣三維石墨烯粉體作為一種高效的導電添加劑應用到正極材料中，同時開發(fā)在涂料等領域的應用。團隊已購進先進的CVD設備，可批量生產(chǎn)三維石墨烯粉體。

目前團隊通過改進工藝，設備定制等手段，成功實現(xiàn)三維石墨烯從小量實驗到工業(yè)化階段的轉變，目前日產(chǎn)量可達5公斤以上，后續(xù)產(chǎn)量可通過定制中式化設備進一步提高。

 三維石墨烯粉體SEM照片

 三維石墨烯粉體TEM照片

三維石墨烯粉體照片