2017-再谈石墨烯-石墨烯产业化进程提速大有可为_73页_5mb

石墨烯产业化进程与应用分析总结

核心内容

石墨烯作为一种碳原子单层平面晶体新材料，具有优异的电学、机械、热学和光学性能。它被认为是未来电子、能源、材料等多个领域的关键材料之一。尽管其性能卓越，但目前仍处于产业化初期，面临技术瓶颈和市场推广难题。

主要观点

• 石墨烯的制备技术仍不成熟，主要依赖化学气相沉积法和氧化还原法，但存在成本高、生产效率低、产品缺陷等问题。
• 中国在石墨烯研究和专利申请方面处于全球领先地位，已建立多个产业园区和联盟，推动石墨烯技术发展和应用。
• 石墨烯在多个领域具备广泛应用潜力，包括电子器件、能源、环保、电缆、涂料等，但其在高端应用领域（如传感器、芯片）的研发能力仍需加强。
• 由于石墨烯制备和应用的高成本，目前主要产品为少层或多层混合产品，高品质单层石墨烯仍处于实验室阶段。
• 石墨烯的产业化发展需要政策支持、技术突破和资金投入，以避免后期发展乏力。

关键信息

一、认识石墨烯——材料之王

• 定义：石墨烯是一种由碳原子单层构成的二维材料，因其独特的结构和性能被称为“材料之王”。
• 特性：具有极高的导电性和导热性，良好的透明性和力学性能，以及巨大的比表面积。
• 应用潜力：在电子、能源、环保、医疗等多个领域具有广阔的应用前景。

二、石墨烯研发——多国政府积极布局

• 全球研发情况：各国政府和企业纷纷投入石墨烯研发，尤其在电子、材料、生物工程等领域。
• 中国研发进展：
  • 国家层面：将石墨烯纳入“十二五”新材料产业规划，国家自然科学基金委资助超过3亿元。
  • 民间层面：成立中国石墨烯产业技术创新战略联盟，成员已达53家。
  • 产业园区：如常州、无锡、青岛等，逐步完善并提供政策支持。
• 专利情况：中国申请的石墨烯专利数量全球领先，但主要集中在初级应用技术，高附加值领域研发能力不足。

三、石墨烯应用——广阔天地，大有可为

• 电子器件领域：
  • 散热材料：石墨烯导热系数高达5300 W/m·K，远超铜和碳纳米管，是理想的散热材料。
  • 柔性触控屏：石墨烯具有高透明度和良好的导电性，可替代ITO，具备成本和环保优势。
  • 传感器：石墨烯制成的传感器具有高灵敏度和稳定性，适用于可穿戴设备。
  • 芯片材料：石墨烯的电子迁移率是硅的140倍，可用于制造高速晶体管。
• 能源领域：
  • 锂电池：石墨烯可提升电池能量密度和充电效率。
  • 太阳能电池：石墨烯可作为电极材料，提高光电转换效率。
  • 燃料电池：掺氮石墨烯可作为催化剂，替代昂贵的铂。
  • 超级电容器：石墨烯具有高比表面积，适用于高能量密度的超级电容器。
• 其他应用领域：
  • 电缆保护材料：石墨烯具有优异的电磁防护性能。
  • 功能涂料：可用于环保和防腐。
  • 吸附材料：石墨烯可高效吸附污染物，用于水处理和空气净化。
  • 催化材料：石墨烯具有高催化活性，适用于绿色化学反应。

重点公司

• 中国宝安：子公司贝特瑞是全球最大的锂离子电池负极材料供应商。
• 华丽家族：计划通过资产注入，整合石墨烯资源。
• 中超电缆：拥有石墨烯电缆专利，从事电磁防护研究。
• 方大炭素：具备石墨烯制备技术，股东有意合作开发石墨矿。
• 康得新：斥资建立子公司进行石墨烯材料研发。
• 东旭光电：与北理工合作开发石墨烯薄膜产品。
• 南江B：与墨西科技有股权关联。
• 乐通股份：曾与墨西科技签订合作协议。

风险提示

• 石墨烯产业化仍处于初期，技术、成本和市场开发存在较大不确定性。
• 目前石墨烯产品以少层或多层混合为主，高品质单层石墨烯制备仍面临挑战。
• 下游市场开发不足，产品应用范围有限。

图表与数据

• 图1至图9：展示石墨烯的结构、性能和制备技术。
• 图10至图15：显示石墨烯在不同领域的应用及专利情况。
• 表格1至表格19：列出石墨烯的制备方法、研发进展、专利分布、产业政策及公司简况。

产业趋势

• 石墨烯产业在国家政策支持下快速发展，但技术瓶颈和市场开发仍是主要挑战。
• 未来重点在于提升石墨烯的制备技术和应用技术，推动其在高端电子、新能源等领域的应用。
• 上市公司通过多种方式参与石墨烯研发和产业化，包括技术引进、合作研发、设立基金等。