2017-石墨烯：研发现状与产业化趋势_24页-1mb

基础化工行业前瞻研究（一）：石墨烯研发现状与产业化趋势

核心内容概述

本报告围绕石墨烯这一新型材料展开，探讨其定义、性质、应用领域、制备方法、基础科研现状、产业化前景以及相关上市公司的研发动态。石墨烯作为二维碳材料，因其独特的物理化学性能，被视为改变21世纪的材料之一，具有广阔的应用前景。

主要观点与关键信息

石墨烯定义与性质

• 定义：石墨烯是一种二维碳材料，包括单层、双层和少层石墨烯。
• 性质：石墨烯具有最薄、最大比表面积、最硬、最抗拉、最高热导率和载流子迁移率等“史上最强”性能，同时具备高性能传感器功能、类似催化剂功能、吸氢功能、双极半导体特性等独特性质。

应用领域广泛

石墨烯在多个领域具有应用潜力，包括：

• 锂电池电极材料：石墨烯可提高锂电池的充放电性能，有助于解决电动车充电时间长的问题。
• 超级电容器：石墨烯具有高比表面积和导电性，是超级电容器电极材料的有力竞争者。
• 电子显示器件：石墨烯可替代ITO，具有高透光率、柔韧性、耐高温等优点，适用于触摸屏、可折叠显示器等。
• 半导体材料：石墨烯有望替代硅，提升芯片运行速度并解决散热问题。

制备方法

目前主要的石墨烯制备方法包括：

1. 微机械剥离法：适用于中小尺寸，但难以大规模生产。
2. 气相沉积法：适合大规模生产，但成本高且存在杂质问题。
3. 外延生长法：可制备大尺寸高质量石墨烯，但难以转印至其他基板。
4. 氧化石墨还原法：成本较低，适合大面积制造，但存在结构破坏风险。

基础科研现状

• 全球研究热度：自2010年诺贝尔奖颁发以来，全球石墨烯研究如火如荼，研究热点集中在导电性、导热性、制备方法和纳米材料。
• 专利与论文：中国在专利申请和论文发表方面处于领先地位，但核心技术和创新仍落后于美、日、韩等国家。
• 主要研究机构：包括三星、IBM、浙江大学、清华大学、成均馆大学等。

产业化前景

• 产业化障碍：石墨烯尚未实现大规模量产，技术、市场和成本问题仍是主要障碍。
• 中国产业化现状：中国石墨资源丰富，具备发展基础。多个省市已布局石墨烯研究和应用，如贵州、江苏、重庆、四川、浙江、北京、江西等，部分企业已实现小规模生产。

上市公司动态

• 金路集团：与中科院合作，研发石墨烯透明导电薄膜、导热材料和电池材料。
• 中国宝安：专注石墨烯导电添加剂及透明导电薄膜，与贝特瑞合作开发石墨烯产品。
• 烯碳新材：与清华大学合作，开发石墨烯纸等产品。
• 力合股份：持有二维碳素公司股权，生产石墨烯透明导电薄膜。
• 中泰化学：与厦门凯纳合作研发石墨烯与PVC项目。
• 华丽家族：设立合资公司，生产石墨烯油墨产品。
• 乐通股份：与宁波墨西合作开发石墨烯油墨。
• 悦达投资：设立新材料公司，生产石墨烯导热膜。
• 康得新：设立子公司，专注于石墨烯新材料技术。
• 方大碳素：获得以石灰石为原料制备石墨烯的专利。

风险提示

1. 生产技术尚未突破，难以实现大规模量产。
2. 下游大规模应用仍需时间，市场接受度尚未完全打开。
3. 石墨烯生产和应用成本仍然较高，限制其商业化进程。

总结

石墨烯作为新型二维碳材料，具有诸多优越性能，未来在锂电池、超级电容器、电子显示和半导体等领域具有广泛的应用前景。然而，目前其产业化仍面临诸多挑战，包括技术瓶颈、成本高企和市场尚未成熟。尽管中国在石墨烯研究和专利方面表现突出，但在核心技术和大规模量产方面仍需进一步突破。随着科研和产业的不断推进，石墨烯有望在未来成为下一个万亿级产业，但其产业化进程仍需时间。