推薦! 石墨烯纖維的誕生、發(fā)展與展望 墨烯石代

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石墨烯該材料性能優(yōu)異，應(yīng)用廣泛，市場空間廣闊，具有持續(xù)增長的潛力。從長期來看，隨著制備成本的減少和產(chǎn)品應(yīng)用的發(fā)展，石墨烯材料的滲透性和利用率有望迅速提高。盡管目前石墨烯業(yè)務(wù)對相關(guān)上市公司的利潤貢獻(xiàn)不大，但積極參與石墨烯產(chǎn)品的公司值得持續(xù)跟蹤和關(guān)注。（鑠思百檢測）

石墨烯是由碳原子和sp2雜化軌道組成的二維碳納米材料。單層石墨烯由一層致密的碳六元環(huán)組成。其厚度約為石墨烯.335nm。它是迄今為止最薄的二維碳納米材料。

事實上石墨烯本來存在于自然界中，但單層結(jié)構(gòu)難以分離。石墨烯逐層為石墨，石墨烯 mm厚石墨包含約300萬層石墨烯

英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家系安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫采用微機(jī)械剝分離方法成功地將石墨烯和石墨分離，共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。（鑠思百檢測）

石墨烯材料具有其他材料不具備的特殊性能，如優(yōu)異的電學(xué)性能、優(yōu)異的力學(xué)性能、極高的導(dǎo)熱系數(shù)、較大的比表面積、優(yōu)異的阻隔性能等，使其具有傳統(tǒng)材料在許多領(lǐng)域無法比擬的應(yīng)用價值。所以它們被稱為“新材料之王”（鑠思百檢測）

[ 石墨烯 ]可廣泛應(yīng)用于能源、環(huán)境、電子、化工等行業(yè)，特別是鋰電池材料、超級電容器、OLE D、柔性屏幕、傳感器、芯片等電子行業(yè)，以及涂料，化學(xué)工業(yè)中的海水淡化和其他領(lǐng)域。

石墨烯上游主要包括石墨烯研發(fā)，石墨烯設(shè)備，石墨烯原材料

中游是[石墨烯 ]制備，包括氧化石墨烯和石墨烯薄膜，氧化石墨烯層的數(shù)目相對較大，石墨烯薄膜小于10層，[石墨烯 ]面積和質(zhì)量決定下游[ 石墨烯 ]用途。（鑠思百檢測）

下游主要在石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域，包括能源、電子、復(fù)合材料、環(huán)保等具有巨大商業(yè)價值的領(lǐng)域

石墨烯自2004年發(fā)現(xiàn)以來以來引起了世界各國的廣泛關(guān)注。近年來，我國政策出臺的速度和覆蓋面不斷提高，吸引了大量產(chǎn)業(yè)資本繼續(xù)投資于石墨烯相關(guān)研究和商業(yè)應(yīng)用。

其中，2015年10月發(fā)布的《中國制造2025》明確了石墨烯在戰(zhàn)略前沿材料中的關(guān)鍵地位，強(qiáng)調(diào)了石墨烯的戰(zhàn)略布局和發(fā)展，明確了努力實現(xiàn)石墨烯“2020年形成百億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，2025年整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模破千億”億的發(fā)展目標(biāo)。（鑠思百檢測）

根據(jù)CGIA Research的數(shù)據(jù)，2017年，石墨烯階段關(guān)研發(fā)，設(shè)備、制備、銷售、應(yīng)用、投資、測試和技術(shù)服務(wù)的單位達(dá)到4871個，同比增長28.93%。

但實際開展石墨烯業(yè)務(wù)的企業(yè)約有260石墨烯家。其中，從事技術(shù)服務(wù)、銷售、投資、檢測的企業(yè)1477家，占企業(yè)總數(shù)的近一半。217家研發(fā)機(jī)構(gòu)從事石墨烯相關(guān)研究，34石墨烯家企業(yè)（機(jī)構(gòu)）從事設(shè)備和準(zhǔn)備，623家企業(yè)從事下游應(yīng)用。

石墨是制備石墨烯的重要原料之一。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局美國地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)計，2017年，全球石墨儲量為2.7億噸，土耳其、巴西、中國資源最為豐富，分別占全球總儲量的33%、26%和21%，占全球總儲量的80%。（鑠思百檢測）

雖然土耳其石墨儲量居世界第一，但隱晶態(tài)石墨是主要資源，主要用于低端產(chǎn)品，而巴西和中國主要為晶態(tài)石墨，資源戰(zhàn)略地位高于隱晶態(tài)石墨。

從產(chǎn)量來看，中國石墨產(chǎn)量近十年居世界第一。目前，我國年產(chǎn)量穩(wěn)定在80萬噸左右，在9.5萬噸產(chǎn)量中明顯領(lǐng)先第二位巴西，占全球產(chǎn)量的65%～70%?？梢哉f中國控制著全球石墨資源的供應(yīng)。（鑠思百檢測）

從國內(nèi)分地區(qū)來看，根據(jù)2016年的數(shù)據(jù)，我國結(jié)晶石墨儲量約黑龍江億噸，主要分布在黑龍江（43%），內(nèi)蒙古（27%），四川（7%），山西（6.5%），山東（5.4%），五省市儲量約占89%。隱晶質(zhì)石墨資源儲約6485萬噸，主要分布在內(nèi)蒙古（58%），湖南（14.7%），吉林（13.7%），廣東（5.9%），四省區(qū)總儲量占全國總儲量的92%。（鑠思百檢測）

總體來看，我國原材料石墨資源儲量和產(chǎn)量處于世界領(lǐng)先水平，資源區(qū)域分布相對集中。質(zhì)量主要是用于高端應(yīng)用的晶體石墨。（鑠思百檢測）

石墨烯產(chǎn)品可分為薄膜和粉末兩類：石墨烯多摻雜粉末用于其他材料，主要用于涂料和鋰離子電池領(lǐng)域；石墨烯薄膜由于具有透明、導(dǎo)電性和柔韌性的優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于電子、光子和光電設(shè)備領(lǐng)域；具有廣闊的發(fā)展前景。（鑠思百檢測）

目前，石墨烯的主要制備方法有氧化還原法、化學(xué)氣相沉積法、液相汽提法和外延生長法。不同制備方法得到的石墨烯的質(zhì)量和成本差異很大，相應(yīng)產(chǎn)品的適用范圍也不同。

決定大規(guī)模生產(chǎn)的關(guān)鍵因素首先是技術(shù)成熟度，其次是制造業(yè)成本和工業(yè)應(yīng)用障礙。

近年來，我國石墨烯工業(yè)化的應(yīng)用取得了一些進(jìn)展。上下游產(chǎn)業(yè)鏈初步打開，下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。

據(jù)CGIA研究統(tǒng)計，石墨烯市場規(guī)模從2015年的6億元增加到2017年的70億元，其中石墨烯新能源領(lǐng)域市場規(guī)模達(dá)到50億元，石墨烯涂料市場規(guī)模達(dá)到8億元，復(fù)合材料和大健康產(chǎn)業(yè)達(dá)到5億元，節(jié)能環(huán)保和電子信息領(lǐng)域達(dá)到石墨烯億元。（鑠思百檢測）

其中石墨烯粉可用于導(dǎo)電劑、超級電容器、特種涂料、催化劑等材料科學(xué)的各個領(lǐng)域。

石墨烯粉末主要以添加劑等材料的形式形成混合或復(fù)合材料（導(dǎo)熱膜和超級電容器除外），使這些混合或復(fù)合材料具備石墨烯的機(jī)械、電氣和熱性能（鑠思百檢測）

石墨烯一方面，該薄膜可以應(yīng)用于導(dǎo)熱膜上，充分發(fā)揮其優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，作為智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備的散熱層；另一方面，該薄膜可用于柔性顯示屏幕和耐磨[ 戴設(shè)備 ]，使用導(dǎo)電透光性和高靈活性[ 石墨烯 ]。

巨大的比表面積和優(yōu)異的電子傳輸性能使傳感器領(lǐng)域成為石墨烯薄膜的一個大的目標(biāo)市場。

此外，用石墨烯代替硅有望在半導(dǎo)體領(lǐng)域帶來一場顛覆性的革命，并成為下一代集成電路和超級計算機(jī)的基礎(chǔ)材料（鑠思百檢測）

經(jīng)過多年的自主研發(fā)，我國石墨烯大型生產(chǎn)技術(shù)、工藝裝備和產(chǎn)品質(zhì)量都取得了一定的突破。

從應(yīng)用前景來看，石墨烯粉體的低成本優(yōu)勢相對明顯，工業(yè)應(yīng)用障礙相對較小，有望在未來率先大規(guī)模應(yīng)用薄膜。

（鑠思百檢測）

石墨烯導(dǎo)電劑有望在2020年突破成本瓶頸，市場空間將迎來快速發(fā)展。

目前市場上常用的有炭黑、碳納米管、納米碳纖維、石墨烯。

與于傳統(tǒng)鋰電池導(dǎo)電劑相比，石墨烯在導(dǎo)電性、比表面積、粒徑和分散性能等方面具有很大的優(yōu)勢。

結(jié)果表明，在導(dǎo)電劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為添加-6wt%的范圍內(nèi)，石墨烯導(dǎo)電劑的電阻率僅為同濃度導(dǎo)電劑的添加\/40-添加\/60，僅為同濃度納米碳的添加\/10左右。當(dāng)電池容量為石墨烯-133mah·g-添加時，石墨烯的放電電壓也明顯高于導(dǎo)電的碳黑。（鑠思百檢測）

價格：根據(jù)石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2015年石墨烯導(dǎo)電劑的價格為230美元\/公斤，相當(dāng)于碳納米管導(dǎo)電劑的價格，但價格明顯下降。2017年的平均價格降至180美元\/公斤。（鑠思百檢測）

參照單晶硅在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用（技術(shù)突破需要碳納米-3年左右），考慮到相關(guān)資金的涌入和國家政策的大力支持，石墨烯生產(chǎn)工藝將進(jìn)一步成熟，預(yù)計到2020年石墨烯導(dǎo)電劑有望突破瓶頸成本中，預(yù)計價格將降至100美元\/公斤，而同期碳納米管的價格仍在200美元\/公斤左右（因為碳納米管技術(shù)成熟，成本下降空間較?。?/span>

2016-2017年是石墨烯在鋰電池領(lǐng)域應(yīng)用的探索期。整體市場滲透率相對較低，預(yù)計在1%左右。這一階段的增長勢頭主要是由于新能源汽車的快速增長帶來的鋰電池容量的快速擴(kuò)張。2016-2017年新能源汽車產(chǎn)量年均增長率達(dá)到50%以上，同期鋰離子電池產(chǎn)量增長率達(dá)到30%以上，2017年鋰電池產(chǎn)量增長。超過110億（鑠思百檢測）

2018年以來，隨著政府逐步取消新能源汽車補(bǔ)貼，新能源汽車產(chǎn)量增速逐步放緩，導(dǎo)致鋰電池增速下降。

我們相信，未來鋰電池的市場增長將受到技術(shù)進(jìn)步的推動。考慮到石墨烯與其他導(dǎo)電劑相比的高性能優(yōu)勢和成本未來的競爭力，預(yù)計石墨烯在鋰電池導(dǎo)電劑中的市場份額將逐步提高，從而推動市場規(guī)模的不斷擴(kuò)大。（鑠思百檢測）

我們假設(shè)未來2-3年鋰電池的增長率將穩(wěn)定在20%左右，因此我們預(yù)測到2020年鋰電池的產(chǎn)量將達(dá)到160gWh。

磁導(dǎo)率：2018年鋰電池石墨烯的磁導(dǎo)率將達(dá)到2.5%左右，參考三元正極材料的磁導(dǎo)率將從2015年的18%上升到2017年的39%。我們預(yù)計到2020年滲透率將上升到5%左右，相當(dāng)于石墨烯約21000噸的需求量。

如果隨著技術(shù)成熟，價格下降到65萬元\/噸左右，我們預(yù)計到2020年，導(dǎo)電劑領(lǐng)域石墨烯的市場規(guī)模將達(dá)到140億元左右。（鑠思百檢測）

超級電容器是介于傳統(tǒng)電容器和二次電池之間的一種電化學(xué)儲能裝置，具有容量大、功率密度高、壽命長等優(yōu)點，特別適用于電動汽車、電力系統(tǒng)、便攜式電子設(shè)備等應(yīng)用。然而，低比能量密度是超級電容器的一大瓶頸。從目前的技術(shù)進(jìn)展來看，超級電容器的能量密度有望提高10倍以上，從而大大改變了超級電容器目前的性能缺陷。

近年來，由于國家出臺相關(guān)產(chǎn)業(yè)扶持政策的推動，我國超級電容器產(chǎn)業(yè)取得了快速發(fā)展。2017年，行業(yè)市場規(guī)模超過70億元，同比增長31%。（鑠思百檢測）

“十三五”期間，推動我國超級電容產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要動力仍然是政策。新能源汽車、風(fēng)電、軌道交通、電力、軍工等超級電容器應(yīng)用領(lǐng)域是“十三五”年國家政策重點扶持對象。

我們認(rèn)為，從2019年到2020年，超級電容的年復(fù)合增長率將保持在30%左右，預(yù)計到2020年超級電容的市場規(guī)模將達(dá)到150億元。（鑠思百檢測）

未來兩年石墨烯防腐涂料市場規(guī)模有望增長50%

石墨烯在涂料中的應(yīng)用主要集中在六個方面，即防腐涂料、導(dǎo)電涂料、建筑保溫涂料、海洋污染防治涂料、聚合物合物水泥漿防水涂料、阻燃涂料（鑠思百檢測）

在涂料中添加石墨烯之后，石墨烯可以形成穩(wěn)定的導(dǎo)電網(wǎng)格，有效地提高鋅粉的利用率。從實際效果來看，添加約5%的石墨烯粉可減少50%鋅粉的用量。

在各種涂料中，石墨烯是目前應(yīng)用最廣泛的重防腐涂料。（鑠思百檢測）

重防腐涂料作為國民經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域的主要工程材料，涉及交通、石化、電力、工程、建筑工程等部門。重型防腐涂料的發(fā)展水平已作為衡量涂料工業(yè)先進(jìn)程度的標(biāo)準(zhǔn)。

2017年，我國重防腐涂料產(chǎn)量達(dá)到389萬噸，占防腐涂料產(chǎn)量的65%?？紤]到國家鼓勵和支持重防腐涂料技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)，我們預(yù)計未來兩年重防腐涂料的比重將保持這一水平，2020年重防腐涂料產(chǎn)量有望達(dá)到490萬件左右。噸。（鑠思百檢測）

石墨烯電影在性能上優(yōu)勢明顯，未來發(fā)展仍需突破。以上幾個領(lǐng)域的市場規(guī)模分析是基于石墨烯粉末的應(yīng)用。在石墨烯膜方面，主要用于導(dǎo)熱膜、柔性顯示器和傳感器。雖然目前在大規(guī)模生產(chǎn)中不如粉末，但在未來仍有廣闊的發(fā)展前景。

隨著電子設(shè)備的迅速普及，特別是智能手機(jī)、筆記本電腦等移動終端的快速發(fā)展，設(shè)備大功率運(yùn)行的散熱問題一直是業(yè)界關(guān)注的焦點。高導(dǎo)熱散熱膜是該領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，是實現(xiàn)高效熱管理的有效手段。（鑠思百檢測）

目前使用最廣泛的導(dǎo)熱材料是石墨，很多智能手機(jī)和筆記本電腦都配備了相應(yīng)的石墨散熱產(chǎn)品。然而，石墨烯是已知熱導(dǎo)率最高的材料。理論熱導(dǎo)率達(dá)到5300w\\/m·K，散熱效率遠(yuǎn)高于目前商用的石墨散熱片材。

另外，石墨烯導(dǎo)熱芯片具有技術(shù)難度小、技術(shù)相對成熟、市場準(zhǔn)入快等優(yōu)點。隨著智能手機(jī)大屏幕化和智能終端芯片高速化的趨勢，對器件散熱能力的要求越來越高，也為具有較好導(dǎo)熱性能的石墨烯導(dǎo)熱膜開辟了足夠的發(fā)展空間。（鑠思百檢測）

我們預(yù)計到2020年，使用石墨烯散熱膜的散熱元件將達(dá)到電子產(chǎn)品和LED產(chǎn)品市場總量的10%，將為石墨烯散熱膜帶來約3.5億的市場空間。

石墨烯不僅具有納米尺寸，而且具有準(zhǔn)連續(xù)性的特點。這種準(zhǔn)連續(xù)納米石墨烯膜可以轉(zhuǎn)移到柔性襯底上，制成柔性透明的高靈敏度傳感器。

石墨烯撓性應(yīng)力傳感器具有良好的穩(wěn)定性。經(jīng)過一萬多次試壓，其初始阻力沒有明顯變化。

可佩戴設(shè)備對屏幕靈活性有很高的要求，并且需要[ 靈敏 ]傳感器附件。[石墨烯 ]的透明性和靈活性是可穿戴設(shè)備實現(xiàn)可穿戴性的真正途徑。（鑠思百檢測）

中國可穿戴設(shè)備市場規(guī)模從2011年的2.3億元增加到2017年的264.2億元，年均增長120%

2017年，中國智能穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)產(chǎn)量約5880萬臺，同比增長32.43%。

目前，ITO薄膜（氧化銦錫）是市場上最成熟的柔性顯示屏，約占顯示面板的40%成本。

鑒于成本，ITO已批量生產(chǎn)多年，其價格逐年下降，[ 石墨烯 ]在現(xiàn)有工業(yè)環(huán)境中不具備大規(guī)模替代ITO的優(yōu)點成本。

我們相信，在短期內(nèi)，石墨烯將取代ITO或開始從高附加值市場的柔性顯示，如可穿戴。

從長遠(yuǎn)來看，石墨烯薄膜的透明性和導(dǎo)電性優(yōu)于ITO材料，它們具有ITO在柔性領(lǐng)域中不具備的特性。（鑠思百檢測）

因此，[石墨烯 ]被認(rèn)為是柔性顯示屏中替代ITO的理想材料。當(dāng)石墨烯薄膜的成本下降到與ito相同的水平時，石墨烯薄膜的市場規(guī)模有望迅速發(fā)展。

總體來看，我們預(yù)計到2020年，鋰電池石墨烯市場規(guī)模將達(dá)到140億元左右，超級電容器市場規(guī)模將達(dá)到4億元左右，涂料領(lǐng)域市場規(guī)模將達(dá)到35億元左右，導(dǎo)熱膜和傳感器市場規(guī)模將達(dá)到7.5億元左右，而這五家公司的市場總規(guī)模將達(dá)到200億元左右。（鑠思百檢測）

考慮到石墨烯在這些領(lǐng)域的應(yīng)用速度將快于其他行業(yè)，我們預(yù)計石墨烯的應(yīng)用比例將提高到80%左右，預(yù)計到2020年石墨烯的市場規(guī)模將達(dá)到230億元左右，而市場快速增長的貢獻(xiàn)主要來自于石墨烯，導(dǎo)電劑用粉料價格將突破成本瓶頸，石墨烯導(dǎo)電劑的市場空間將迎來快速發(fā)展。（鑠思百檢測）

目前，A股和新三板涉及石墨烯產(chǎn)品的上市公司有10余家，涉及石墨烯概念的公司有30余家。但普遍存在的問題是，產(chǎn)品規(guī)模小，石墨烯相關(guān)產(chǎn)品的利潤水平不足以引領(lǐng)公司業(yè)績。

10家上市公司中，主營業(yè)務(wù)為石墨烯的公司有凱納股份家，分別是第六要素、第二要素維碳素、東方炭素、凱納股份、華高墨稀;部家上市公司通過參股方式布局石墨烯個行業(yè)，如華立家族東南江集團(tuán)第一大股持股寧波墨西科技有限公司，與新三板公司凱納股份達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議（鑠思百檢測）

從產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢來看，石墨烯整個產(chǎn)業(yè)鏈具有良好的發(fā)展前景和持續(xù)增長潛力，屬于朝陽產(chǎn)業(yè)。未來，成本技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品大規(guī)模量產(chǎn)帶來的下降，石墨烯有望迎來爆發(fā)式增長（鑠思百檢測）

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