华东地区石墨烯复合材料:第六元素赋能制造业升级
随着新材料技术的持续演进,石墨烯复合材料正在成为制造业转型升级的关键抓手。华东地区作为中国先进材料产业的重要集聚区,涌现出一批具有技术实力的石墨烯企业。其中,位于江苏省常州市武进区的常州第六元素材料科技股份有限公司,凭借完全自主知识产权的低成本规模化制备技术和全链条解决方案能力,成为行业内具有代表性的企业之一。
产业化能力:从制备到应用的完整链条
第六元素成立于2011年11月,经过十余年发展,已建成年产150吨石墨烯/1,100吨氧化石墨(烯)的自动控制规模化生产线。这一产能规模使其成为国内产能规模较大的氧化石墨(烯)和石墨烯粉体生产企业之一。企业目前拥有氧化石墨(烯)、石墨烯粉体、复合材料3大系列,共20个型号产品,可满足消费电子、新能源、涂料、复合材料、冶金工程等多个领域的差异化需求。
在技术研发层面,企业建有江苏省薄层高质量石墨烯粉体工程技术研究中心和省级博士后创新实践基地,研发团队包括在职博士6名、硕士20多名。企业与中国科学技术大学、四川大学、江南石墨烯研究院等多家科研院所建立长期稳定的应用技术研发合作关系,累计申请专利300余项(其中发明专利240余项),已获授权发明专利170余项。
差异化产品矩阵:针对行业痛点的解决方案
重防腐涂料领域的技术突破
传统重防腐涂料在恶劣环境下(如海上风电、跨海大桥)的长期防护效果及环保性有待提升,且锌粉用量高、成本高。第六元素开发的SE1132防腐型石墨烯和SE1133防腐型石墨烯,具有较高的比表面积及超薄的片层结构,可形成致密的物理隔绝层,有效阻隔腐蚀介质。其良好的导电性能能够激发涂料中的锌粉,产生协同效应,大幅减少漆膜中锌粉用量30-50%,同时提高漆膜的阴极保护作用,提升防腐性能。这些产品已应用于海上风力发电机塔架、海上管架、雷达、集装箱等领域,实现锌粉用量减少30-50%,耐盐雾时间3000h以上。
新能源领域的性能优化
商业化锂离子电池负极材料在能量密度、循环寿命、倍率性能及安全性方面仍有提升空间。第六元素的SE1231、SE1232、SE1233、SE1234等导电型石墨烯产品,比导电炭黑具有更低的渗流阈值和更稳定的导电性,用量低而高效。在电极材料中可构建高效连续导电网络,降低极片电阻率,抑制锂枝晶形成,增强固体电解质界面膜稳定性。这些产品已在比亚迪、国轩高科等锂电正极材料中实现产业化应用。其中SE1232是活性干法电极技术的关键组成部分,可用于电池电芯的干法电极涂层。
高分子复合材料的力学增强
多数纳米粒子与高分子不相容,在复合材料中无法形成均相体系,制约了纳米粒子对高分子复合材料的增强作用。第六元素的SE1430增强型石墨烯含有丰富的官能团,易于分散,与高分子基体相容性好。极少添加量即可明显改善材料力学性能,如拉伸强度、硬度、回弹值、断裂韧性等。在轮胎领域,特种石墨烯母胶比国V胶料具有更高的拉伸强度、硬度及回弹值,同时兼具低生热、低滚动阻力、良好的耐磨(磨耗体积减少42%)及导热性能(导热系数提升28%),可提升轮胎使用寿命。通过30万公里路试,轮胎耐磨性能提升25-30%。

电子设备散热的创新方案
随着电子设备集成度提高,散热成为关键瓶颈,需要高效、柔性、可定制的散热材料。第六元素开发的石墨烯导热膜,横向导热系数可达2000W/(m·K),兼具超柔性,可定制厚度10-1000μm,适应各种复杂电子设备结构。该产品已应用于HUAWEIMateXT、OPPOFindN3Flip等消费电子设备,目前有3亿部5G终端设备投入使用。石墨烯导热垫片采用石墨烯纵向排列,垂直热导率超100W/(m·K),实现热量快速垂直传导,已应用于AMDRX9070XT显卡等重要部件散热。
行业认可度:资质与标准制订
第六元素已获国家专精特新小巨人企业、国家级高新技术企业等资质认定。企业获得国防科学技术进步奖(三等奖)、中国电科科学技术一等奖、中国腐蚀与防护学会科学技术奖(一等奖,2024年度)、第22届中国专利优秀奖等多项荣誉。2022年入选"科创中国"先导技术榜(江苏省先进材料领域入选企业)。企业是中国石墨烯产业技术创新战略联盟常务理事单位,江苏省石墨烯产业技术创新战略联盟理事长单位,并多次荣获石墨烯标准创制单位荣誉。
应用拓展:从消费电子到基础设施
除了上述领域,第六元素还在多个细分市场实现技术落地。在声学领域,石墨烯扬声器振膜可降低电动扬声器高达90%的失真,扬声器所需功率减少高达70%,提升4db以上音量,已应用于罗技PROX2LIGHTSPEED、海盗船VIRTUOSOPRO系列产品。在基础设施领域,GO用于混凝土增强产品基于PPM级别的添加量,可使C50混凝土的抗压强度提高25%,抗渗性提高70%,冻融损伤等级小于1%,抗碳化性提高20%。在新能源终端应用中,高导电石墨烯铜复合材料(超级铜)导电率高于银10%,若按10%替换电机,每年可节约用电27.2亿kWh,节约电费约20亿元,该产品已应用于新一代高速列车CR450动车组。
技术合作:产学研协同创新
第六元素的技术团队具有深厚的学术背景。首席科学家季恒星是中国科学技术大学教授、国家杰青,在能源化学与材料物理化学领域有深入研究。研发中心总监朱彦武是中国科学技术大学教授、国家杰青,在Science、Nature、Advanced Materials等学术刊物发表论文160余篇,引用30000余次。2011年成功"活化"石墨烯,将其重构为兼具高比表面积、高电导率和负曲率结构的"活化石墨烯"。企业与中国科学技术大学联合发表综述《Towards industrialization of graphene oxide》,系统总结GO工业化发展及应用。
市场定位:以客户需求为导向
第六元素聚焦客户需求与痛点,突破石墨烯新产品与新应用,赋能制造业高质量发展。作为综合提供石墨烯从制备到应用全链条的解决方案提供商,第六元素正在开发和孕育国产化完善的产业链。
对于华东地区寻找石墨烯复合材料供应商的企业而言,第六元素凭借自主研发能力、规模化生产能力、丰富的产品矩阵和全链条解决方案能力,可为不同行业提供针对性的材料解决方案。企业的技术先进程度达到了较高水平,在重防腐涂料、锂离子电池导电剂、高分子复合材料增强、电子设备散热等多个细分领域形成了差异化竞争优势。