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石墨烯散热材料的制备技术及其照明系统的应用——2022神灯奖最佳技术奖

材料 Material

发布时间:2022/3/18 15:03:07

申报项目名称(中文):石墨烯散热材料的制备技术及其照明系统的应用

申报项目名称(英文):Preparation technology of Graphene-based radiation materials and application of lighting system

申报单位名称(中文):佛山电器照明股份有限公司

申报单位名称(英文):Foshan Electrical and Lighting Co.,Ltd.

完成时间:2021-12-15

进入市场时间:2022-01-15

综合介绍或申报理由
目前大功率LED的光电转换效率低,30%~40%的电能转换成了热能。如果热量不能有效地散发出去,会引起LED芯片结温升高,导致发光波长红移、光衰加剧、寿命缩短、光通量下降、影响光效、荧光粉效率下降影响色温等问题。因此,如何提高大功率LED的散热能力是影响LED照明产业化发展的关键技术之一。石墨烯散热材料具有优异的导热性能与辐射散热能力。将此种材料应用于大功率LED灯具中,可实现LED的有效散热,从而降低结温,解决行业痛点。
项目缩略图
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项目宣传视频
主要技术参数
石墨烯散热材料附着力:0级,纵向导热系数≥100 W/mK
技术及工艺创新要点
市售导热散热材料一般只表现为导热或散热一种性能优异,但原理上这两种传热路径对LED照明系统散热起同样重要作用。如何制备兼具高导热性能和高辐射散热性能的新材料是本项目的关键。 复合材料内部是否能有效形成导热通路直接影响材料的导热性,导热填料一旦在基质中形成“导热网络”,其导热性将有突破性的增加。材料内部如何实现导热通路是本技术关键点之一。 石墨烯具有超高导热系数,但由于其独特的二维结构,导致其导热性能具有严重的各向异性:平面方向导热系数远远高于垂直方向的导热系数。为解决这个问题,本发明将通过冷冻法制备PBO纳米纤维-碳纳米管-石墨烯(PBONF-CNT-G)复合材料,使材料的微观结构可以按照预定的方向搭建,使复合材料在垂直方向的导热系数提高。
经济评价分析
(1)材料价值方面:散热材料的经济价值不局限于照明领域,预计2022年散热材料全球市场规模可达110亿元。 (2)产品降本方面:温度降低10K,可减少5%左右压铸铝散热器的用量,因而可降低产品成本。 (3)社会经济价值方面:经初步计算,单颗灯珠每降结温10K,可节电1度,当大功率灯珠年销量10000亿颗时,总节约电量约10兆亿度,可产生巨大的社会经济价值,为国家碳中和做出贡献。
实际运用案例和用户评价意见
将石墨烯散热材料应用于200W投光灯产品中,与常规量产灯具相比,可使灯具光源平均温度降低约7.4℃,具有理想的散热效果。该材料成本低廉,易宏量化生产制备,可量产应用于大功率灯具中,并能解决现有大功率LED或激光照明灯具的散热性能差的痛点。
获奖、专利情况
发明专利申请号:202111180391.6

专利分类:发明专利

申报单位介绍
佛山照明成立于1958年,一直专注于研发、生产、推广高品质的绿色节能照明产品,为客户提供全方位的照明解决方案和专业服务,是国内综合竞争实力较强的照明品牌之一。公司拥有佛山高明、河南新乡、广西南宁等多个生产基地,具有规模化的生产实力。公司产品线覆盖家居、商业、户外、办公、教育等领域。国内市场细分批发流通、家居专卖店、工程商照、电商零售、工矿户外、车用照明等销售渠道,渠道网点覆盖全国各省、市、县、乡镇及农村市场,公司40%左右的产品出口到世界120多个国家和地区。 1979年至1985年,佛山照明产销量以年均50% 的速度高速增长;1992年,由全民所有制的国营企业改制为股份制企业,成为佛山市首批股份制试点企业;1993年,佛山照明在深交所上市,成为照明行业第一家上市企业;2012年,公司致力于从传统照明向LED照明转型升级,大力发展LED照明产品,目前LED照明产品占比达80%以上;2015年底,广晟集团控股佛山照明,公司进入新的发展时期,围绕照明电器主业,形成了“通用照明、电工、车灯”三大板块的战略布局。近年来,公司积极布局智能照明、健康照明等新领域,以创新性的智能系统解决方案为切入点,构建品牌、平台、供应链服务等生态体系,并不断加深与阿里、腾讯、华为、百度等平台企业在智能领域的融合合作,相继推出涵盖家居、办公、商业等多元化场景的智能照明应用,可为用户提供专业的智能照明解决方案。 未来,佛山照明将通过一系列创新举措,优化产业布局、提升品牌价值、促进科技创新,推动智能制造,加快推进企业高质量发展。秉承“用心”对美好光环境的追求,肩负对万千消费者的责任,打造成为国内顶尖、国际领先的头部照明企业,朝着百亿企业、百年企业的宏伟目标奋力前进。
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