科技行业科技先锋系列报告8：石墨烯，产业化路在何方

《科技行业科技先锋系列报告8：石墨烯，产业化路在何方》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、v石墨烯：由碳原子组成的六角形蜂窝状结构的单层纯碳薄膜石墨其中的一层，即为石墨烯石墨烯资料来源：Wiki，EagleGraphite，资料来源：QuirkyScience，ACSMaterial，ElectronicDesign，v石墨烯的特性Ø电学性能：电子迁移率达200,000cm2⋅V−1⋅s−1，比铜、银等传统材料的导电性好，是目前是电阻率最小的材料Ø热学性能：导热率高达5300W⋅m−1⋅K−1，导电快、稳定Ø吸光率：最薄的纳米材料、几乎完全透明Ø穿透性：不透气，可以阻隔小分子Ø机械性能：最坚硬的材料1Ø石墨烯这种新型纳米材料，因其具

2、有有优良的电学性能和机械性能、且柔性透明，已广泛应用在能源、复合材料、过滤净化等领域。领域特性产品及应用能源储能材料•重量轻•续航时间长•充电速度快•热稳定性好电极材料•锂电池、燃料电池、太阳能电池、超级电容器等储能器件•用于电动汽车、移动电子产品等能源转换材料•导电快•响应快•透明、柔性半导体芯片•加速芯片的更新换代，在未来的10到25年里，石墨烯将取代硅作为半导体的主要材料•还可用于制作柔性OLED显示屏、触摸屏。传感器•加速器：移动设备、车载系统、以及医疗器械，如心脏起搏器•生物传感器：医疗设备，健身跟踪器和腕带等•图像传感器：医疗影像等

3、复合材料增强结构件•高强度•高韧性•轻量化增强塑料件树脂胶铝/镁合金•用于汽车车身、航空航天、风力发电机扇叶等结构件•用于混凝土及运动器具的增强添加剂•防腐蚀•耐高温•稳定油墨散热/防腐涂料润滑油燃油添加剂•复印、打印（包括3D打印原材料）•电镀、喷涂、装饰•散热装置•燃油其它过滤•不透气•可以阻隔小分子空气净化、水过滤、水油分离生物工程•良好的生物相容性药物输送、精准医疗资料来源：2v石墨烯制备的方法主要分为两类：Ø自上而下（Top-down）：从宏观块体材料出发，将单层或几层原子厚度的二维结构从体相中分离开，包括“液相剥离法”、“机械剥离法

4、”等。自上而下（Top-down）石墨石墨烯层间分离Ø自下而上（bottom-up）：从原子或分子结构基元出发，如CH4､C2H2等，利用晶体生长组装出二维结构，包括“化学气相沉积法”、“小分子化学合成法”、”外延生长法”等。自下而上（bottom-up）小分子石墨烯组装资料来源：TahminehMahmoudi.etal.Grapheneanditsderivativesforsolarcellsapplication.NanoEnergy47,51-65(2018).;3市场上石墨烯大批量工业制备方法及产品产品石墨烯薄膜石墨烯纳米片石墨烯粉

5、氧化石墨烯粉制备方法化学气相沉积法（CVD）液相剥离法小分子化学合成液相剥离法小分子化学合成成品微观形貌1µm1µm10µm资料来源：ACSMaterial，MSESupplies，NanoShellLLC，液相剥离法小分子合成法外延生长法CVD机械剥离法制备方法与成本石墨烯质量大批量生产成本资料来源：Novoselov,K.S.etal.Aroadmapforgraphene.Nature490,192(2012).；4其它氧化石墨烯粉石墨烯纳米片美国石墨烯市场产量（吨）v石墨烯产研现状：q因石墨烯广泛用于各种行业（能源、航空航天、医疗），

6、据美国石墨烯市场产量统计，从2012年到2018年，石墨烯产量提高了3-4倍。q同时，各种公司和研究机构（大学/研究所）持续投入，专利数量显著上升，石墨烯生产成本稳步下降。q美国专利申请主体以IBM、Intel等大型跨国公司为主，重点在集成电路、晶体管、传感器、信息存储、增强复合材料等领域布局，注重对整体产业链的保护。q中国拥有全球石墨烯生产专利数的45%，以高校科研院所为主，企业仅占30%左右。专利科研石墨烯专利统计发表的文章数资料来源：GrandViewResearch，资料来源：CAS，Nature，5石墨烯材料市场规模预期v预期：Ø石墨

7、烯产品开发的持续创新，ZionMarketResearch预计，2022年石墨烯领域将产生价值1.9亿美元的收益。Ø能源和复合材料依旧是石墨烯的未来开发产品的重点应用领域。ØIDTechExResearch预计，2026年石墨烯市场将增长至2.2亿美元，销量将达到近3.8万吨/年。利润产量全球石墨烯未来市场规模2014-2022产量（千吨）利润（百万美元）资料来源：ZionMarketResearch(含预测),24%38%14%4%4%1%15%全球石墨烯未来应用市场资料来源：IDTechEx(含预测)，6v全球石墨烯公司分布8136651

8、4v全球石墨烯产业布局：q中国、北美、和欧洲仍然是石墨烯研发和生产最大的三个地区。q美国从事石墨烯研发、生产的企业包括GrapheneTechnolo