2017-新材料专题报告之石墨烯系列:当石墨烯相逢锂电池产业化曙光迸发_17页-1mb
报告摘要
新材料专题报告之石墨烯系列总结
核心内容
石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维蜂窝状晶格结构的新型纳米材料,具有优异的电子传导性能、导热性能和高比表面积。其在新能源、化工、电子信息、生物医药等领域展现出巨大的应用前景。
主要观点
- 石墨烯作为二维新材料,具有良好的导电、导热、光学和力学性能,可应用于多种领域。
- 石墨烯在锂电池领域具有优先产业化潜力,尤其在提高电池导电性和能量密度方面表现突出。
- 石墨烯可用于润滑材料,通过形成纳米小球降低摩擦,提高发动机使用寿命。
- 石墨烯在柔性电子材料领域具有广阔前景,可替代ITO作为透明导电膜材料,应用于可穿戴设备和柔性显示屏。
- 石墨烯薄膜在散热材料方面也有显著优势,适用于高功率电子设备。
关键信息
1. 石墨烯的性能与应用
| 性能类别 | 性能描述 | 应用前景 |
|---|---|---|
| 电学性能 | 超高的电子迁移率,电阻率低,导电性优异 | 锂电池导电添加剂、电子芯片、晶体管 |
| 光学性能 | 透光率高达97%以上 | 触控屏幕、激光开关、光子晶体 |
| 热导性能 | 热导率可达4800~5300 W/(m·K) | 散热材料、LED照明、电子设备 |
| 力学性能 | 极高的杨氏模量和硬度 | 复合材料、结构材料 |
| 其他性能 | 化学性能稳定、柔韧性好、环保性高 | 涂料、油墨、生物医学材料 |
2. 石墨烯制备工艺
| 制备工艺 | 基本原理 | 优缺点 |
|---|---|---|
| 微机械剥离法 | 用胶带多次剥离石墨 | 操作简单,质量高,但效率低,不适合规模化生产 |
| 外延生长法 | 高温高真空条件下生长石墨烯 | 可大面积制备,但条件苛刻,成本高 |
| 化学气相沉淀(CVD)法 | 碳氢化合物在金属基底反应 | 适合产业化生产,但成本较高 |
| 氧化石墨还原法 | 通过氧化还原制备石墨烯 | 成本低,适合大规模生产 |
| 化学插层法 | 插层剂插入石墨层间,剥离得石墨烯 | 可规模制备多层石墨烯,结构缺陷少 |
3. 石墨烯在锂电池中的应用
- 石墨烯导电剂可显著提升锂电池电极导电能力,改善电池性能。
- 实验数据显示,石墨烯导电剂可将电池的放电倍率从7C提升至10C,降低表面温度,提升容量保持率。
- 2018年国内石墨烯导电剂浆料市场空间预计接近50亿元。
- 石墨烯功能涂层铝箔可降低电池内阻,提高循环寿命。
4. 石墨烯在柔性电子中的应用
- 石墨烯作为透明导电膜材料,可替代ITO,适用于液晶显示屏和可穿戴设备。
- 石墨烯柔性屏技术已取得突破,但需产业协同以实现规模化应用。
- IHS预计2018年可穿戴设备市场空间可达300亿美元。
5. 石墨烯相关公司产业化进展
| 公司代码 | 公司名称 | 产业化进展 | 应用领域 |
|---|---|---|---|
| 000413.SZ | 东旭光电 | 持有石墨烯公司股权,已建成中试线 | 锂电池、导热材料 |
| 002092.SZ | 中泰化学 | 持有石墨烯公司股权,生产石墨烯粉体及浆料 | 涂料、锂电池 |
| 300128.SZ | 锦富新材 | 参股石墨烯公司,具备量产能力 | 储能、电子、汽车 |
| 002450.SZ | 康得新 | 参股石墨烯基金,设立研发子公司 | 电池、导热材料 |
| 000511.SZ | 中国宝安 | 拥有石墨烯生产线,推动产业化应用 | 电池、超级电容器 |
| 600503.SH | 华丽家族 | 拥有石墨烯生产线,已实现批量生产 | 电极材料、导热膜 |
市场前景与风险提示
市场前景
- 石墨烯在锂电池领域将首先实现产业化应用,预计2018年市场空间接近50亿元。
- 石墨烯柔性材料在可穿戴设备和柔性显示屏领域具有广阔前景。
- 石墨烯润滑材料可有效降低发动机磨损,延长使用寿命。
风险提示
- 下游市场开拓低于预期。
- 规模化制备工艺存在不确定性。
- 替代材料可能对石墨烯市场构成威胁。
投资评级
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股票投资评级:
- 强烈推荐:预计股价表现强于沪深300指数20%以上
- 推荐:预计股价表现强于沪深300指数10%至20%之间
- 中性:预计股价表现相对沪深300指数在±10%之间
- 回避:预计股价表现弱于沪深300指数10%以上
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行业投资评级:
- 强于大市:预计行业指数表现强于沪深300指数5%以上
- 中性:预计行业指数表现相对沪深300指数在±5%之间
- 弱于大市:预计行业指数表现弱于沪深300指数5%以上
结论
石墨烯作为新型二维碳材料,在多个领域展现出显著的性能优势和应用潜力。其在锂电池、柔性电子、润滑材料等方面的应用正在逐步实现产业化,国内相关企业有望迎来发展机遇。然而,规模化制备工艺、市场开拓及替代材料威胁仍是主要风险。
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