20161231-正晖资本管理-中国石墨烯应用及未来趋势展望_19页_4mb

中国石墨烯应用及未来趋势展望总结

核心内容概述

本报告分析了中国石墨烯产业的发展现状与未来趋势，指出石墨烯因其优异的光学、力学、电学和热学性能，被视为“新材料之王”。近年来，随着政策支持和产业布局的推进，中国在石墨烯研究和应用方面取得了显著进展，尤其在锂电池导电剂、复合材料和防腐涂料等领域已实现初级应用。然而，石墨烯在大规模产业化应用方面仍面临诸多瓶颈。

主要观点与关键信息

石墨烯的优异性能

• 电学特性：高载流子迁移率（10倍于商用硅片）、高电流密度耐性（100倍于铜）、电阻率最低。
• 机械特性：强度高达180 GPa（是普通钢材的100倍），韧性优异，可承受4 kg重量。
• 热学特性：导热系数达5300 W/m·K，是铜的13倍，碳纳米管的1.51倍。
• 比表面积：单层石墨烯比表面积达2630 m²/g，远高于普通活性炭。
• 透光性：单层石墨烯透光率高达97.7%。

石墨烯的应用现状

• 锂电池导电剂：2015年起，石墨烯导电浆料已进入规模化生产阶段，如比亚迪每月采购约500吨。
• 复合材料：石墨烯与橡胶、塑料、金属等复合，显著提升导电性、导热性、强度等性能，已在防腐涂料、导电油墨等领域应用。
• 触控屏与超级电容器：石墨烯触控屏和超级电容器已实现初步应用，如华为、东旭光电等企业已推出相关产品。

石墨烯产业化阶段

• 第一阶段：以锂电池导电剂、导热材料、防腐涂料等初级应用为主，2016年已实现部分产业化。
• 第二阶段：预计2020年部分实现产业化，包括触摸屏、超级电容器等。
• 第三阶段：预计2030年实现全面产业化，涉及柔性显示屏、生物器件、光学调制器等高端领域。

石墨烯应用瓶颈

• 技术不成熟：石墨烯材料在电池电极、超级电容器等高端应用中仍存在技术障碍。
• 成本过高：高质量石墨烯制备成本高，制约其大规模应用。
• 替代品存在：高纯石墨在某些领域仍具有较强竞争力，石墨烯尚未完全替代。
• 专利布局不足：我国石墨烯专利多集中在制备技术，应用技术布局相对滞后。

石墨烯应用领域及市场前景

石墨烯动力电池行业

• 现状：石墨烯作为锂电池导电剂，已实现一定规模应用，但其作为电池电极材料仍处于试验阶段。
• 市场预测：2017年石墨烯浆料市场规模预计达5亿元，未来三年增速将超过100%，预计三年后市场规模将超40亿元。

石墨烯复合材料行业

• 应用方向：橡塑、导电油墨、防腐涂料等。
• 市场预测：2017年石墨烯复合材料市场空间预计为6亿元，未来三年将突破50亿元。

石墨烯触控屏应用

• 优势：相比传统ITO触控屏，石墨烯触控屏更柔韧、透光性好、重量轻。
• 市场前景：预计未来市场空间将达千亿级别，2016年我国已推出首款石墨烯柔性屏幕手机。

石墨烯超级电容器

• 性能优势：高导电性、高比表面积，充放电速度快。
• 应用挑战：能量密度低，难以替代传统动力电池，目前主要用于应急电源等场景。

其他未来应用

• 生物医学：用于细胞成像、纳米药物运输、生物传感器等。
• 可穿戴设备：具备柔性、导电、透明等特性，适合人体贴合应用。
• 储能材料：虽然具备快速充放电能力，但储能时间短，尚未实现商业化。

石墨烯在我国的市场分析

石墨烯行业重点企业分析

市场现状

• 我国石墨烯在锂电池导电剂和复合材料领域已实现产业化，具备世界领先地位。
• 石墨烯在高端应用领域仍处于试验和概念阶段，市场对实际应用效果仍持观望态度。
• 石墨烯概念股在二级市场表现活跃，但实际应用尚需市场验证。

总结

• 优势：石墨烯在多个领域具有显著性能优势，尤其在电子、新能源、复合材料等方面。
• 挑战：高成本、技术不成熟、替代品竞争激烈是当前主要瓶颈。
• 发展趋势：随着技术进步和成本下降，石墨烯有望在未来十年内实现全面产业化，市场规模预计达到千亿级别。
• 建议：应加强企业研发能力，推动石墨烯从概念走向实际应用，同时注意资源可持续利用，提高产品附加值。

参考资料

1. 丰域烯碳董事长顾岩、技术经理李春晓：《石墨资源上下游关系及石墨资源应用》访谈。
2. 中国石墨烯产业联盟：《2015年石墨烯专利分析报告》。
3. 《中国科学》杂志社：《石墨烯的生物安全性研究进展》。
4. 烯碳资讯：《石墨烯在涂料领域的应用》。
5. 烯碳资讯：《石墨烯电池是否存在，为何连连跳票》。
6. 石墨盟：《2017年全球石墨烯七大趋势公布》。
7. 广发证券：《石墨烯导电剂：产业化进程加快，发展前景可期》。
8. 中信证券：《应用频出，石墨烯将进入高速成长期》。
9. 国务院：《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》。
10. 国务院：《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》。
11. 李汉青：《石墨烯技术产业现状及发展建议》。
12. 任芳：《纳米石墨烯复合材料制备及应用研究进展》。
13. 武涛：《石墨烯导电高分子复合材料研究进展》。

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