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石墨烯：道路曲折、前途光明

核心内容

石墨烯是一种具有卓越性能的二维材料，因其在热学、光学、电学、力学等方面的优异表现，被誉为“新材料之王”。尽管其在多个领域展现出巨大的商业潜力，但目前仍面临成本高企的挑战，限制了下游应用的快速发展。随着产业链整合加速和高端应用的推进，石墨烯正逐步向商业化迈进。

主要观点

• 石墨烯在锂离子电池、超级电容器、涂料油漆、复合材料、环保材料、柔性电子等领域具有广泛应用前景。
• 当前石墨烯价格已从2010年的5000元/g降至1-3元/g，未来随着应用放量，价格仍有下降空间。
• 最先受益的环节为石墨烯设备、薄膜生产以及锂电池应用。
• 最佳商业模式是将石墨烯粉体、薄膜生产与下游应用相结合，形成闭环并控制产品质量。

产业链分析

上游

• 主要包括石墨烯研发、设备制造和原料供应。
• 原料主要包括石墨、浓硫酸、高锰酸钾（用于氧化石墨烯）和甲烷（用于薄膜石墨烯）。
• 设备包括氧化设备、CVD气相沉积系统、清洗线等。

中游

• 涉及石墨烯粉体与薄膜的生产。
• 石墨烯粉体层数较多，薄膜则在10层以下，其面积和质量决定了下游应用。

下游

• 应用于能源、电子、复合材料、环保等多个领域。
• 储能、柔性显示、重防腐涂料、复合材料等是当前重点关注的应用方向。

关键应用领域

储能

• 石墨烯因其高导电性，被广泛应用于锂离子电池和超级电容器。
• 石墨烯电极可显著提升电池性能，例如充电时间可缩短至10分钟。
• 超级电容器具有高功率密度、长寿命和宽工作温度范围，有望成为新一代能量存储装置。

涂料

• 石墨烯可显著增强重防腐涂料的性能，提高其对基体材料的保护能力。
• 一份石墨烯可替代一千份锌，形成多层隔离结构，提升防腐效果。

复材

• 石墨烯可显著增强传统材料的性能，尤其是聚合物。
• 添加5%的石墨烯可使TPO和PP的机械性能提升一倍，1%的石墨烯可使PMMA的拉伸弹性模量提升80%。

环保

• 石墨烯具有极强的吸附能力，可用于水污染、大气污染治理。
• 其可吸附氦气，显示出在吸附技术方面的巨大潜力。

电子

• 石墨烯推动柔性电子的发展，如可弯曲屏幕手机。
• 在柔性显示、可穿戴设备、传感器等领域有广泛应用。

相关标的

• 东旭光电：涉足石墨烯研发与生产，布局全面。
• 华西能源：2016年收购恒力盛泰15%股权，布局石墨烯。
• 中泰化学：2013年收购厦门凯纳，进入石墨烯领域。
• 德尔未来：2016年收购烯成科技，布局石墨烯设备。
• 第六元素：掌握宏量制备技术，已建成年产10吨石墨烯粉体生产线。
• 二维碳素：率先采用CVD法合成宏观大尺寸高质量石墨烯薄膜。
• 凯纳股份：采用机械剥离工艺生产高质量石墨烯产品。

风险提示

• 石墨烯技术研发可能不达预期。
• 下游应用市场可能发展缓慢。
• 替代材料的出现可能影响石墨烯的市场地位。

政策支持

• 中国：政策支持力度大，2015年发布全球首个石墨烯指数，2015年《中国制造2025》提出未来十年发展路径，2016年发布《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》。
• 全球：英国、美国、欧盟、韩国、日本等国均对石墨烯研发提供大量资金支持，推动其商业化发展。

专利与市场发展

• 中国石墨烯专利数量快速增长，2010年后占比超过50%，显示其在研发方面的领先地位。
• 全球石墨烯专利数量持续上升，为商业化应用奠定了基础。
• 2017年预测石墨烯应用市场中，复合材料、电子&光电&数据存储、能量存储、涂料&油漆、汽车等占比约80%。

技术发展

• 石墨烯制备技术不断进步，包括化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、氧化还原法等。
• 高校和科研机构在推动石墨烯技术发展方面起着关键作用。

市场前景

• 随着技术进步和成本下降，石墨烯商业化前景广阔。
• 各国政策支持和产业链整合加速，推动石墨烯在多个领域的应用。
• 未来高端应用将为石墨烯带来巨大市场空间。

投资评级

• 证券投资评级：买入（20%以上）、增持（5%-20%）、中性（-5%-5%）、减持（-5%以下）。
• 行业投资评级：超配（高于5%）、标配（-5%到5%）、低配（低于-5%）。

结论

石墨烯作为新一代材料，其性能优越，应用广泛，尽管目前面临成本和市场推广的挑战，但随着技术进步和政策支持，其商业化前景光明。未来，石墨烯在储能、电子、复合材料、环保等领域的应用将带来巨大的市场机遇。