自印刷机问世以来,硅半导体使计算机的发展和信息技术的最大飞跃。这些材料塑造了社会的发展,并帮助决定了哪些国家主导了国际关系。今天,一种新材料有可能改变未来。石墨烯被称为“超级材料”,它让全世界的研究人员都在努力更好地理解它。这种材料的大量的超级特征使它看起来几乎是不可思议的,但它可能对物理和工程的未来产生非常真实和激烈的影响。石墨烯是什么?最简单的描述石墨烯的方法是,它是一层薄薄的石墨——用在铅笔芯上的柔软的片状材料。石墨是碳元素的一种异形体,这意味着它拥有相同的原子,但它们以不同的方式排列,赋予材料不同的性质。例如,金刚石和石墨都是碳的形式,但它们有着截然不同的性质。金刚石是非常坚硬的,而石墨是易碎的。石墨烯的原子排列成六角形排列。有趣的是,当石墨烯从石墨中分离出来时,它具有一些神奇的特性。它仅仅是一个原子的厚度,是第一个被发现的二维材料。尽管如此,石墨烯还是已知宇宙中最强的物质之一。它的抗拉强度为130 GPa (gigapascals),比钢强100倍。尽管石墨烯如此之薄,但它的惊人力量已经足以让它令人惊叹,然而,它独特的特性并没有就此结束。它还具有柔性、透明、高导电性,而且对大多数气体和液体来说似乎是不透水的。似乎没有哪个领域是石墨烯不占优势的。潜在的应用如果石墨烯仅仅具有众多的超级特性之一,那么它将成为对潜在用途进行深入研究的主题。从许多方面来说,石墨烯都是如此引人注目,它激发了科学家们思考各种各样的材料用途,在各种领域,如消费科技和环境科学。石墨烯除了具有强大的电气性能外,还具有高度的柔韧性和透明度。这使得它非常适合在便携式电子设备中使用。使用石墨烯,智能手机和平板电脑可以变得更加耐用,甚至可以像纸一样折叠起来。可穿戴电子设备最近越来越受欢迎。使用石墨烯,这些设备可以变得更有用,设计成适合四肢和弯曲来适应运动。石墨烯的灵活性和微观宽度提供了超越单纯消费设备的机会。它在生物医学研究中也很有用。小机器和传感器可以用石墨烯制成,能够在人体中轻易地、无害地移动,分析组织,甚至将药物输送到特定的区域。碳已经是人体的重要组成部分;一个小的石墨烯可能不会造成伤害。石墨烯具有很高的导电性和透明性。因此,它在太阳能电池中具有巨大的潜力。通常情况下,太阳能电池使用硅,当光子撞击材料时,硅会产生电荷,从而破坏自由电子。硅只释放每个光子的一个电子。研究表明,石墨烯可以为每一个撞击它的光子释放多个电子。因此,石墨烯可以更好地转换太阳能,与目前硅电池所能达到的大约25%的效率相比,它的效率达到了60%。不幸的是,这都是理论上的。目前的石墨烯电池还没有达到与硅电池同等的水平。值得庆幸的是,石墨烯太阳能电池的研究正在进行中,而且这种电池的效率正在提高。不久,更便宜、更强大的石墨烯电池将会产生大量的可再生能源。石墨烯研究的未来鉴于石墨烯似乎无穷无尽的优点,人们希望它能随处可见。那么,为什么石墨烯没有被广泛采用呢?和大多数事情一样,这取决于钱。石墨烯的生产成本仍然极高,限制了它在任何需要大规模生产的产品中的使用。此外,当大量的石墨烯产生时,材料中出现微小裂隙和其他缺陷的风险也会增加。无论科学发现多么令人难以置信,经济学总是会决定成功。抛开生产问题不谈,石墨烯研究绝不是放慢脚步。世界各地的研究实验室——包括最初发现石墨烯的曼彻斯特大学——正在不断地申请专利,以创造和使用石墨烯的新方法。欧盟(eu) 2013年批准为一项旗舰项目提供资金,该项目将为石墨烯用于电子产品的研究提供资金。或许更重要的是,亚洲的许多大型科技公司正在研究石墨烯,包括移动巨头三星。随着欧盟试图在亚洲经济爆炸式增长的面前站稳脚跟,石墨烯可能成为未来几年国际政治的一个重要战场。再一次,帝国的崛起和衰落是基于对资源的控制。
本文转载自【微信公众号:烯旺石墨烯,ID:szxiwang】,经微信公众号授权转载,如需转载原文作者联系石墨烯自问世以来,被业界普遍看好其发展,国内优秀的新材料企业也越来越重视对石墨烯的研究,以期在未来竞争中能占据有利地位。01石墨烯产业链结构石墨烯的上游为石墨矿、甲烷等原材料,中游为石墨烯化合物、石墨烯薄膜的制造,下游为终端产品如涂料、油墨、手机、触控屏等应用。02中国石墨烯企业生产情况目前,我国石墨烯产业已经有超过50家的制备及相关应用开发企业,目前市场竞争也主要集中在石墨烯规模化制备技术以及与下游商业化应用对接两方面。经过前期的积累,国内大型石墨烯企业(年产石墨烯粉体50吨以上)已经初步掌握了国际相对主流的石墨烯制备方法,大部分指标足以满足低端应用需求。此外,少数企业已经具备了规模化生产的优势,产能扩建也在进行之中。03中国石墨烯最新动向分析石墨烯具有非常好的导热性、电导性、透光性,而且具有高强度、超轻薄、超大比表面积等特性,广泛应用于锂离子电池电极材料、太阳能电池电极材料、薄膜晶体管制备、传感器、半导体器件、复合材料制备、透明显示触摸屏、透明电极等方面。并且在政策的扶持鼓励下,我国石墨烯产业近年迎来大发展,被业界普遍看好其发展,国内企业也越来越重视对石墨烯的研究和投资。04中国石墨烯市场规模分析中国经济信息社在常州发布的《2018-2019中国石墨烯发展年度报告》显示,我国石墨烯产业前景广阔,产业规模持续增长。据中信证券统计,2018年我国石墨烯产业规模约为111亿元,较2017年增长41亿元,同比增长58%。2018年以来,石墨烯粉体和薄膜的生产规模进一步扩大。中国石墨烯行业正处于市场导入期,产品尚未成熟,行业利润率较低,但市场增长率较高。预计随着石墨烯技术的不断突破和下游应用的不断成熟,将进一步促进和推动石墨烯的应用发展及市场规模扩大,预计到2020年石墨烯产业将进入快速成长期,2021年市场规模可达200亿元,2025年有望达到1000亿元占世界市场规模超过一半,成为全球最大的石墨烯消费国家。以上数据来源于前瞻产业研究院《中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》,同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。
石墨烯产业前景广阔,相关企业的数量逐年增多。据统计,截至2017年底,全国石墨烯相关的企业数量超4800家,2017年新增的企业数量达1093家。下面进行石墨烯行业政策分析。石墨烯行业分析表示,近年来,石墨烯概念在全球受到追捧,中国石墨烯产业发展也较快。中国是世界第二大石墨资源国,石墨基础储量约占世界总储量的33%,已查明资源储量2.6亿吨,预测资源潜力18.7亿吨,主要分布在黑龙江、内蒙古和山东等省区。目前,国内已基本形成以长三角、珠三角和京津冀鲁区域为聚合区,多地分布式发展的石墨烯产业格局。从石墨烯的应用领域来看,石墨烯应用研究方面的专利申请共超1.2万件。石墨烯的应用主要集中在储能、复合材料、电子信息、水-气体处理、医疗健康等方面。通过对石墨烯行业政策分析,我国高度重视石墨烯的研发与产业化发展。上至国家领导人,下至地方政府、媒体、企业和普通老百姓都十分关注石墨烯及产业的发展进展。国家自然基金委、科技部、国家发改委、工信部等相关部委都高度重视石墨烯的研发、生产与应用,不断加大投入和支持力度。目前已经有几百家科研机构和公司从事石墨烯材料及其相关产品的研发。我国石墨烯技术创新成果频出,产业化发展势头迅猛,走在世界前列。据统计,截止2016年底,我国石墨烯专利申请量占全球68.2%,85%以上的理工科学校都有石墨烯相关的研究团队,有的高校甚至一个学校就多达10多个研究团队。2017年,两项石墨烯研究成果获得国家科技进步奖。不仅如此,我国从事石墨烯研发、生产的企业数也是全球最多。通过对石墨烯行业政策分析,2010-2017年,中国石墨烯企业每年新增数量急剧增加,从2010年新增135家到2017年新增了1093家,发展迅猛。截至2017年底,在工商部门注册的营业范围包含石墨烯相关业务的企业数量达4800多家,其中,70%以上的企业集中在东部沿海地区。从各产业链环节石墨烯企业数量分布来看,石墨烯应用环节的企业数量最多,占比达39%;石墨烯研发环节的企业数量也占到了19%;此外,技术服务、制备、销售、投资、设备、检测环节的企业数量分别占到了14%、14%、7%、4%、2%、1%。截止2018年1月底,中国机构共发表石墨烯相关论文6万余篇,通过中国机构石墨烯论文发表数量年度分布图可以看出,自2010年石墨烯斩获诺贝尔奖,石墨烯相关研究论文数量呈逐年增长趋势。诺贝尔奖的获得,使石墨烯普遍进入大众视野,凭借优异的材料性能,石墨烯迅速成为科学研究界的宠儿。以上便是石墨烯行业政策分析的所有内容了。
石墨烯也就是二维碳材,因为超薄、强韧、导电、导热等等诸多的优点,石墨烯一度被尊称为材料界的“黑金”,“最强材料之王”。作为重要的纳米材料检测种类之一,石墨烯材料一直都是高精尖科技领域的重点研究对象。在航天航空、新能源电池、各种设备屏幕里面,石墨烯都有着广泛的应用前景。由于石墨烯作为二维碳材属于新兴材料,所以目前来看,相关国家标准并不是特别完善, 可供参考的多是一些地方标准。拜恩检测作为专业石墨烯材料检测机构,一直致力于石墨烯研究工作,可提供相关专业实验室检测报告。目前,在国家标准层面,可供我们参考的石墨烯检测标准主要为GB/T 30544.13-2018《纳米科技 术语 第13部分:石墨烯及相关二维材料》。该标准主要将石墨烯及二维材料的种类、制备、纳米带制备的术语;二维材料结构表征、化学表征、电学表征;二维材料结构和特性表征的相关术语;二维材料化学特性相关术语等等进行了阐明。总体来讲,GB/T 30544.13-2018只是一个说明性的标准,对于具体指标的要求并没有说明,而是对石墨烯涉及的术语进行了介绍和描述。石墨烯粉体材料检测石墨烯粉体材料检测,我们可以依据河北省质监局发布的 DB13/T 2768系列标准。该系列标准一共有五项,分别将 石墨烯粉体材料的灰分测定;碳、氮、氢、硫、氧元素含量的测定;电导率的测定;比表面积、孔容和孔径的测定;热扩散系数的测定五个常规检测项目进行了规定。石墨烯锌粉涂料检测石墨烯锌粉涂料按照漆基类型可分为有机石墨烯锌粉涂料、无机石墨烯锌粉涂料。按照锌含量可为含锌涂料、富锌涂料。石墨烯锌粉涂料检测标准,我们可以依据行业标准HG/T 5573-2019《石墨烯锌粉涂料》。石墨烯锌粉涂料推荐检测项目主要有在容器中状态、不挥发物含量、密度、不挥发分钟金属锌含量、适用期、石墨烯材料定性、干燥时间、施工性、漆膜外观、耐冲击性、附着力、连续冷凝试验、中性盐雾试验等。石墨烯改性纤维定性分析作为新型纤维材料,石墨烯改性纤维主要分为石墨烯改性锦纶纤维、石墨烯改性粘胶纤维、石墨烯改性聚酯纤维等。检测标准可以依据SN/T 1690.3-2019《新型纺织纤维成分分析方法 第3部分:石墨烯改性纤维的定性鉴别》。石墨烯改性纤维定性分析方法主要有显微镜法、溶解法、拉曼光谱法等。石墨烯-碳纳米管复合导电浆料检测石墨烯-碳纳米管复合导电浆料的检测标准也是河北质监局制定的。标准号为 DB13/T 5025系列。该系列标准一共欧四项。分别石墨烯-碳纳米管复合导电浆料对固含量的测、水分含量的测定、磁性异物含量的测定、金属元素含量的测定四个项目进行了规定。其中金属元素含量可采用电感耦合等离子体发射光谱法进行检测。石墨烯导电浆料检测石墨烯导电浆检测标准为 DB13/T 5026系列标准。DB13/T 5026系列标准也是地方标准。该系列标准主要有三项。第一项标准主要是针对浆料粘度的测定,推荐使用旋转粘度计法;第二项标准针对浆料细度的测定,推荐使用刮板细度计法;第三项主要是针对浆料极片电阻率的测定,推荐使用四探针法。除了以上石墨烯材料制品的检测知识外,如果我们想要检测石墨烯材料的比表面积可参考 GB/Z 38062-2019《 纳米技术 石墨烯材料比表面积的测试 亚甲基蓝吸附法》进行检测。拜恩检测可提供石墨烯材料、二维碳材检测,针对石墨烯材料进行元素分析、机械性能分析、电磁学分析、热学性能分析。并且根据相关的检测标准,拜恩实验室可针对石墨烯材料的各种制品进行品质测定,提供的检测报告可在全国范围内得到认可和使用。
日前,中国电子信息产业发展研究院、国家新材料资源共享平台联合发布《中国石墨烯产业发展竞争力指数(2020)》(下称“报告”)。根据报告,目前,全国31个省、市石墨烯产业发展呈现明显的阶梯状分布,基本呈现“四个梯队”,且各地产业化发展水平差异明显,其中江苏省遥遥领先。经过数年发展,以北京为核心,内蒙古—黑龙江地区产业带、东部沿海产业带、陕川渝等地“一核、两带、多点”的空间格局初步形成。报告指出,全国石墨烯政策环境整体趋好,其中,福建省在产业政策和组织建设两方面具有明显的领先优势。在创新能力指数方面,各地存在一定的差距,北京稳居首位。针对上述研究结果,报告建议,推动关键核心技术突破,合理规划石墨烯制备产能,加强公共服务平台建设,做好国家级制造业创新中心的筹备。知识链接:石墨烯作为新型二维碳纳米材料,厚度仅为0.35纳米,具有强度高、导电性好、可加工性好等众多优点,在电子、信息、能源、材料等领域具有重大的应用前景,并被视为未来高技术产业竞争的战略制高点。据悉,在国家高度重视以及系列政策的推动下,我国石墨烯产业快速发展。预计到2021年,全国石墨烯市场规模将达200亿元。报告旨在研究构建适合我国国情的石墨烯产业发展指数,客观、全面、正确认识我国各省市石墨烯产业发展水平和趋势,挖掘全国各省市在石墨烯科研以及产业化布局等方面呈现的不同特点,并为政府、企业、投资机构等相关决策提供科学参考和依据。以下为报告PPT全文:*凡本网注明来源为“中国能源报/中国能源网"”的所有文字、图片和音视频资料,版权属于中国能源报社所有,未经授权,不得转载;凡本网注明来源非“中国能源报/中国能源网”的作品,版权归原创者所有,并不代表本网立场和观点,如有侵权,请联系删除。
石墨烯概念受到追捧近年来,石墨烯概念受到追捧。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,是新材料产业的先导,带动传统制造业转型升级。据悉,中国是世界第二大石墨资源国,主要分布在黑龙江、内蒙古和山东等省区。未来中国石墨烯行业3000亿市场规模石墨烯作为新材料产业的先导,在带动传统制造业转型升级,培育新兴产业增长点,推动大众创业、万众创新的作用越来越显著。据前瞻产业研究院发布的《中国石墨烯行业战略规划和企业战略咨询报告》统计数据显示,截止至2017年,中国石墨烯产业规模达到70亿元,较2015年增长了10倍还多,2018年中国石墨烯市场规模有望达到280亿元,未来五年年均复合增长率约为70.48%,发展势头十分迅猛。预测2019年中国石墨烯市场规模将达560亿元。2020年中国石墨烯行业市场规模将突破千亿元。未来五年(2019-2023)年均复合增长率约为56.39%,预测在2023年中国石墨烯市场规模将突破3000亿元,达到3350亿元左右。2015-2023年中国石墨烯行业市场规模统计情况及预测数据来源:前瞻产业研究院整理具体来看,目前在石墨烯产业中,涉及应用方面的企业最多,占比近四成。其次为研发领域,占比19%。技术服务、制备领域的企业数量各占14%。虽然目前石墨烯企业数量增长快速,涉及的产业链多个方面,但整体的经营规模较小,中小型、初创型企业占比较大,中型、大型企业相对较少,相较于庞大的前景市场仍有很大的发展空间。中国石墨烯企业分布占比统计情况数据来源:前瞻产业研究院整理中国石墨烯行业发展短板分析——面临产业化难题目前,石墨烯虽然已经走出了实验室,但是大规模商业化应用仍然面临着很多制约因素,主要包括技术、市场、成本三大制约瓶颈。首先是技术问题。包括制备、分散、应用和环保等关键技术和装备都尚未突破。虽然目前石墨烯制备技术已经有20多种,但规模化、低成本、高品质和大尺寸的宏量制备技术尚未取得实质性突破,难以满足工业化量产的需求。材料的分散技术,以及与下游工艺、工程化应用相结合的技术等都还制约着产业化进程。其次是市场问题。虽然目前各种应用产品层出不穷、百花齐放,但是缺乏真正的高品质、高附加值和体现石墨烯独特性能的杀手锏级产品,绝大多数是对传统材料进行改性或者努力替代已经成熟的材料,经过改性后的材料性能提升并不明显,或者石墨烯并不是非添加不可,个别甚至在添加之后出现不良后果,难以得到市场认可。一些研究机构或企业号称取得了突破进展,但也只不是做出了样品或实验室产品,根本没有形成商品。目前大多数石墨烯生产企业还主要是给科研机构或下游应用企业提供石墨烯试用品。如果下游应用市场没有激活,石墨烯就很难产业化。最后是成本问题。目前大多数企业尚处于小批量生产的探索阶段,还不能形成稳定的规模化生产能力,没有资金的回笼;且企业前期的研发投入资金量大、周期长,应用市场没有打开,所以不论是材料本身,还是应用产品的成本都很高,这都阻碍了石墨烯进一步走向市场。2、关键技术有待突破经过多年的自主研发,石墨烯的生产技术、工艺装备和产品质量均取得重大突破,但是石墨烯规模化生产技术成熟度依然较低,普遍存在不同批次石墨烯产品质量不稳定、性质差异性大的问题。石墨烯粉体方面,目前商业化的石墨烯产品普遍存在尺寸和层数不均匀、单层石墨烯含量低、比表面积远低于理论值、没有分级、成本高等问题,无法真正体现石墨烯的各种优异性能;结构完整的石墨烯表面不含有任何基团,与其他介质的相互作用较弱,很难分散于溶剂中,更难与其他有机或无机材料均匀地复合。石墨烯薄膜方面,现有产品存在无法避免的因生长过程导致的结构缺陷和因转移过程导致的表面污染,普遍电阻较高,无法应用在本应适合匹配其优异电学性能的领域。在电子信息、生物医药、节能环保等战略高技术领域方面,基本上已经被美、欧、韩、日所垄断。特别是我国石墨烯企业基本上以小微企业和初创企业为主,资金投入匮乏、研发实力薄弱、市场开拓能力不强,在破解石墨烯技术瓶颈、推进石墨烯材料应用、扩大石墨烯产业规模方面力度不足。如果没有良好的技术创新研发和成果转移扩散机制,必将导致长期发展乏力。3、应用市场有待拓展石墨烯从发现至今仅有10多年时间,是一种比较“年轻”的材料。从应用现状来看,石墨烯主要是实现了初步应用,大多数产品属于利用石墨烯与原有材料相结合提升产品性能,技术门槛相对来说比较低,同质化情况比较严重。石墨烯下游应用产品虽然已经初步产业化,但是真正意义上的“杀手级”应用仍然没有诞生。我国石墨烯产业的专利虽然众多,但多数为本土专利申请,国外专利技术布局相对薄弱,极少数能被国外专利引用,且超过四分之三的专利来自于学术机构,企业在石墨烯研发方面的参与度还有待进一步提高,高价值高质量的核心专利不多,技术与市场之间的供需还不匹配,技术研发、转移扩散和首次商业化链条还有待打通。4、标准体系有待完善石墨烯标准体系方面,目前石墨烯及其相关产业日益成为资本市场中炙手可热的概念。但是由于标准体系建立时间短,立项的标准较少,石墨烯材料分类、术语、检测方法等方面的国家标准、以及石墨烯产品的团体标准或行业标准都比较缺乏。致使市场上石墨烯相关产品鱼目混珠,产品质量参差不齐的现象非常严重。很多企业实际根本不具备石墨烯规模化的生产能力,却借助石墨烯概念过度炒作,严重影响了石墨烯产业的良性发展。因此,我国亟待建立石墨烯标准体系,包括石墨烯资源、石墨烯应用、环境保护、加工设备等不同方面的标准体系覆盖,以早日规范和指导石墨烯行业健康持续发展。中国石墨烯行业发展趋势分析——国家及地方利好政策加速产业化进程我国石墨烯的发展得到了国家和各级地方政府的大力扶持,自2012年起我国已经累计出台10多项石墨烯产业相关政策,并且支持力度仍在不断加大。2016年8月,国务院出台的《十三五国家科技创新规划》明确重点发展以石墨烯等为代表的先进碳材料。2017年1月,工信部、发改委、科技部、财政部联合发布了《新材料产业发展指南》,对石墨烯、超导材料等提出了任务要求,提出大力发展石墨烯产业。2017年4月,科技部发布《十三五材料领域科技创新》,明确指出了石墨烯碳材料技术发展领域:单层薄层石墨烯粉体、高品质大面积石墨烯薄膜工业制备技术,柔性电子器件大面积制备技术,石墨烯粉体高效分散、复核与应用技术,高催化活性炭及材料应用技术。深圳、广西、福建、四川、宁波、重庆、黑龙江、常州、无锡、宁波等地方政府均相继出台了针对石墨烯产业的专项政策、发展规划,并明确了未来的产业发展目标,广西省还颁布了全国首个石墨烯系列地方标准以引导产业发展。随着地方政府的积极介入,石墨烯产业已经初步形成政府、科研机构、研发和应用企业协同创新的“官产学研”合作对接机制,良性发展态势有助于石墨烯企业充分享受地方政策、税收优惠以及资金支持,未来产业化发展有望加速。2、性能优良且应用前景广阔石墨烯具有许多先进材料所不及的优良性能。目前世界上纳米材料的坚硬程度均不及石墨烯,其强度为钢材的200倍;石墨烯具有多孔结构,比表面积为2630m2/g,可与活性炭相媲美;石墨烯具有优异的导热性能,其导热率与碳纳米管不相上下;石墨烯还具有优良的导电性,常温下的载流子迁移率能够达到硅的100倍,是目前世界上电阻最小的材料;石墨烯对光线的吸收率仅为2.3%,可以用来制造显示器的屏幕等设备。石墨烯的应用领域十分广泛。传感器领域,石墨烯在传感器领域已经得到广泛的应用。石墨烯高反馈速度、极短的响应时间等特点极大的提升了传感器的各项性能,并能制作出功能不同的传感器。储能和新型显示领域,石墨烯之所以能够作为透明导电的电极材料,是因为其拥有极好的透光性和导电性,其在柔性触摸屏、光板、太阳能电池板等方面得到了较多的应用。半导体材料领域,因为石墨烯有极好导电性,所以石墨烯有望代替硅。其极低的电阻率可以有效降低电路板中的电感现象,增强电子计算机的性能,减少耗电。生物医学领域,石墨烯以及其衍生物在生物医学领域起到了重要的作用。石墨烯具有易于固定蛋白质并保持其活性的特性,可以用来制作生物传感器。石墨烯的批量化制备难题如果能够得到有效解决,其在很多领域都将有更加广阔的应用及发展空间。3、行业进入快速发展期经过近几年的蓬勃发展,石墨烯产业正从导入期步入到成长期阶段,我国石墨烯产业已经从基础材料研发向应用产品开发方向转变,目前国内从事石墨烯应用产品开发的企业众多,从上市公司到初创企业纷纷涉足石墨烯领域;石墨烯制备技术,如氧化还原法和CVD渐成主流,目前石墨烯产品价格具备工业化使用的条件;另外,石墨烯在复合材料等领域的应用已日益成熟,市场增长快速,如手机触摸屏、锂离子电池、超级电容器以及增强塑料、防腐涂料、石墨烯温控材料等复合材料领域;石墨烯属于非标产品,瞄准高端应用市场,需要满足下游客户定制化需求,与客户关系密切,这也增加了市场的壁垒;近几年来,围绕石墨烯标准制定的工作也在紧锣密鼓地进行着,标准的陆续出台亦将对石墨烯产业的快速健康成长发挥有力促进作用。4、产业集群逐步扩大从产业集聚度来看,国内目前的石墨烯公司大多分布在东部沿海一带,尤其是长三角、珠三角、京津冀鲁聚合区。其中,珠三角地区以深圳为核心,有着全国最好的石墨烯应用市场,在能源、新材料、电子信息、可穿戴设备、电动汽车等诸多领域产业集群发达。京津冀石墨烯产业联盟也在积极整合三地资源,加速推进低成本石墨烯及装备技术的产业化进程,形成京津冀战略性新兴产业高地。山东地区的石墨烯产业主要集中在青岛和济宁两地。经过几年的发展,山东省已初步形成从石墨烯原材料、设备到应用领域的产业链雏形。而江苏作为国内较早发展石墨烯的省份,已形成“1+1+4”的产业创新格局,即以江苏省石墨烯产业技术创新战略联盟为产学研合作载体,以江南石墨烯研究院、江苏省产业技术研究院石墨烯材料研究所等为产业创新基地,在常州、无锡、泰州、南京四市形成石墨烯产业集群纵横相连的产业创新布局。浙江省宁波市作为国内最早开展石墨烯研发和产业化的地区之一,已在石墨烯技术创新与产业发展方面具备了显著的先发优势、深厚基础和良好环境,在石墨烯微片和石墨烯薄膜的制备及应用领域均有多项突破,形成全链条发展模式。(文章来源:前瞻产业研究院)
8日,2018中国国际石墨烯创新大会新闻发布会在西安召开,由中国石墨烯产业技术创新战略联盟产业研究中心编写的《全球石墨烯产业研究报告(2018)》正式发布。《报告》显示,近年来石墨烯产业发展势头迅猛,中国石墨烯产业应用领跑国际,应用市场遍地开花,产业格局初具雏形,石墨烯技术逐步“走近生活”。国家层面的政策引导、系统规划明显加速,产学研合作贯通产业链条,品牌竞争格局即将形成。据统计,截至2017年12月底,我国从事石墨烯的研发、生产、销售、推广等相关单位的数量达到4800多家,石墨烯产业的市场规模增长至70亿元,石墨烯产业呈现出快速发展趋势,石墨烯应用企业已经初具规模,并形成了良性循环的状态。此外,由西安市科学技术局、西安高新技术产业开发区管委会、中国石墨烯产业技术创新战略联盟联合主办的“2018中国国际石墨烯创新大会”,将于9月19至21日在西安召开。据悉,本届大会以“开启石墨烯产业发展新时代”为主题,届时将有来自全球范围内的石墨烯领域知名专家、各国石墨烯机构负责人以及知名石墨烯企业代表等3000余人参会。中国国际石墨烯创新大会自2014年创办以来,至今已吸引了全球30多个国家和地区的6000余人参会。另据介绍,“2018中国国际石墨烯创新大会”在西安召开,意在营造良好的石墨烯产业生态氛围,对将西安打造成为国际石墨烯“创新高地”具有重要的促进作用,助力西安打造“硬科技之都”。(来源:中国新闻网)
关于广汽的石墨烯电池,我和一些朋友交流了下,大概有三个可能性。我认为可能性最大的是这个车是个混动车,所以充电8分钟能充满80%,混动车带电量小充电快。至于石墨烯电池,就是在导电剂中加入了一点石墨烯,使得导电效果更好,就好像目前要用碳纳米管作为导电剂,石墨烯不过是加入了非常少量作为导电剂来使用,因为目前石墨烯还很贵,不可能用很多。因此广汽这个完全就是噱头,一个混动车续航1000实在不能更正常,电池稍微大点就做到了,然后石墨烯做导电剂完全没有认为技术含量,安全当然是肯定安全啦,电池容量小做安全非常容易的,通过啥测验都可以,反正是成熟技术。第二种是这是个电动车,石墨烯作为导电剂起到了安全性提高的作用,然后通过碳硅负极和高镍电池实现了高续航,充电那块100%是假的,是一个理论说法,在电压足够高的情况下能达到快充。但这个有一个问题是安全性,高镍+碳硅做到1000公里续航的确轻而易举,但高镍+碳硅还是非常不安全的,这意味着广汽真的取得了技术上关于安全性的突破,在导电剂应用中有一定突破?当然这种电池成本肯定还是极高的,发布出来也没法用。而且我不认为这块会被广汽突破,广汽+鹏辉的组合应该是国内电池研发能力最菜的组合了。最后一种可能是用了石墨烯做负极,真正取得了技术突破,能量密度大幅提升。除了充电那个是噱头其他都是真的。但这个概率不大,如果石墨烯参与了电化学反应,就切实说明广汽取得了很大突破了,目前来看从他的专利储备,技术储备都不支持这种情况,而且据说和广汽合作的是鹏辉,鹏辉是业内有名的技术不咋的概念最会玩的电池厂,一个磷酸铁锂都被他变来变去搞了很多种玩法,鹏辉的技术储备研发能力也很差,他能作出什么好电池我认为是非常难的。把几个对今年行情的看法,跟大家说下,后面我们可能会经常引用这些看法。因为很重要,所以大家务必多看几遍:1、资金层面:大家关注公募基金发行情况就好(当前依然是高速发行,大量基金等待建仓,公募建仓期一般2-3个月),至于社融等影响的更多是房地产等行业,如果社融持续低于预期,会导致地产和顺周期投资出现下滑(地产是很多顺周期工业品的需求大户);2、流动性收紧:今年最大的投资风险是流动性收紧,而这个风险主要来自海外,原因有两个,一方面是部分外资持有非常多的高估值大市值白马股(高ROE组公司,成长性很多不强但胜在稳定),所以收紧会导致流出,另一方面是高估值确定性白马,之所以高估值的底层逻辑,部分在于其业绩核心是看远期,那么也就是说贴现率是影响其自由现金流贴现模型的核心要素,一旦美联储收紧货币本身就会导致其内在价值的下降;但这不是股市最大的风险,因为这些公司整体景气度在的话,跌不了太多(未来长期依然必然是中大市值跑赢),高估值从来不是问题,景气度才是,国内的特殊性是比较多大市值白马本身也是成长龙头;美联储货币政策观察点是看疫苗使用情况,因为疫情缓解才能收紧;3、成长方向:至于锂电、光伏、半导体、自动化等方向,主要是用市盈率估值,看的主要是短期业绩,所以受流动性影响没那么大;当然,我自己的判断是,未来好几年国内的股市流动性整体是宽松的、而居民大类资产的迁移,影响比央行货币政策要大;对于成长股走势判断的核心,是成长性的确定性和时间长度,我过去讲过歌尔股份——增速高于30%就提估值、增速低于30%就杀估值,当前和未来整个市场都会如此,如果未来三年的增速能高于30%、其后增速也相对较高,这类公司很难击穿60倍估值,比如药明康德,其他情况以此类推,比如增速更高的爱尔眼科和增速低一些的连锁药店;4、未来市场估值体系的变化:港股机构投资者不研究100亿以下的公司,A股其实会有人研究,但目前100亿以下、接下来可能是200亿以下的公司,将面临流动性折价,比如在成熟市场,市值后50%的公司往往平均估值只有15倍,明显低于大市值企业;那当然,如果参与这部分市值的公司,一旦它们成功了,就会被认为是“核心资产”,会有一个明显的估值提升;而核心资产的概念,每一年本身都在变的,这个海内外都是如此,比如工程机械就是最近才加入的。
(留学SoEasy)我总感觉曼彻斯特大学这几年连蹭了两个热点,不火都说不过去。热点一:2015年习主席参观了曼彻斯特大学国家石墨烯研究院,曼大校长等一众高层陪同参观,诺贝尔物理学奖获得者诺沃肖洛夫教授亲自讲解石墨烯研究情况。这所石墨烯研究院成立于2013年,代表着英国在石墨烯研发领域处于世界领先的地步,是英国政府的骄傲,更是曼大的骄傲。热点二:2017年上映的《海边的曼彻斯特》(Manchester By The Sea),获得第89届奥斯卡“最佳原创剧本”奖和“最佳男主角”奖,豆瓣评分8.6分。看完后的小伙伴除了唏嘘不已之外,还有一个大大的问号?英国的曼彻斯特市明明不靠海,怎么出来个“海边的曼彻斯特”呢?实际上,电影里的城市是美国新罕布什尔州的小镇,与英国城市重名,1989 年为了避免尴尬,美国小镇更名为 " 海边的曼彻斯特 "(Manchester-by-the-Sea)。说曼大蹭热点当然只是玩笑,曼大的实力还是不容小觑的!下面是2018年QS世界大学排名情况,曼大赫然排在世界第34位,紧随其后的大学日本京都大学、中国的北大、复旦,澳大利亚墨尔本大学等等。既然说起了石墨烯,那么我们就聊聊曼彻斯特大学的材料科学与工程专业吧!01 什么是材料科学与工程?材料科学是物理学、化学和工程学的综合,是现代工业发展的基石。这个专业将研究所有固体材料的物理、化学和机械性能的科学原理,还有机会专门研究特定类别的材料(像金属、陶瓷或聚合物,当然包括石墨烯啦^_^)。最后一年的项目将深入到研究材料科学的最前沿。02 到曼大学材料有啥特别的?该专业获得英国材料学会(IOM 3 )认可, 并获得特许工程师(CEng)资格;员工与学生的高比例意味着学生会得到优秀的个人关注和辅导课程;最后一年的研究项目使学生能够获得深入的经验,在一个研究团队中进行尖端项目工作,为研发工作或在博士水平上学习奠定基础;学生被允许和鼓励使用的各种高端的设备;毕业后6个月毕业生的平均工资超过2万英镑,远高于行业水准;材料学院拥有卓越的研究评级。03 曼大干货都在这儿!授予学位:MEng(工程硕士Master of Engineering)学 期:4年UCAS课程代码: J501UCAS机构代码:M20部 门:理工系下属的材料学院(School of Materials)04 本硕四年课程表下表是曼大本硕四年材料与科学工程专业的课程结构,其中,绿色部分为可选课。05 教学和学习在曼大学习材料科学与工程,你将参与到欧洲最大、最多元化的大学活动。将受到在其领域拥有世界领先专业知识的学者的教育,并拥有独特设施,其中包括20多个最先进的电子显微镜,适用于各类材料的定制实验室以及世界领先的研究中心。曼大所有的课程都旨在为学生提供在选定研究项目中使用此设备的实践经验,从石墨烯等纳米材料到先进的航空航天合金,或再生医学的组织工程等任何工作。你将由在该领域具有国际声誉的讲师和教授授课。曼大所有的课程都是最新的。曼大强烈关注整个课程的工业相关性和应用,并为学生提供使用最先进的实验室设备和分析技术的机会。关于课程学习和评估,主要结合课程和考试。反映在教学和评估方法上,主要包括实验室类、问题类、计算练习类、团队项目类、实例探究类、随笔类。课程作业是所有单元的关键要素,每个单元至少有20%的课程作业评估。06 申请条件苛刻吗?A-level课程:与牛津、剑桥动辄几个A *的要求相比,曼大只要三个A就可以了,但其中必须有两个A来自数学、物理和化学。如果数学没有得到A怎么办,曼大进一步放宽了要求,在 GCSE考试中得到A也可以。对GCSE的要求:英语、可与和数学的最低成绩要求是C。IB课程:最低入围标准总分为37分,三门最低分不能低于6分,而且其中两门必须来自数学、物理和化学。英语水平要求:GCSE的英语不能低于C级,雅思不能低于6.0分,单项不能低于5.5分。07 学费太贵我就不去^_^与牛津、剑桥动辄三万英镑以上,帝国理工2.9万英镑以上的学费相比,曼大的学费还是充满了吸引力的,在2018年9月开始学习的欧盟学生的学费为9,250英镑。国际学生的学费为每年22,000英镑。另外,最值得国际生青睐的好消息是这一条:如果你的A Level成绩达到A * A * A *(或同等水平),那你就能获得学校的入学奖励!08 就业机会真的是一片大好吗?材料科学与工程专业的毕业生受到雇主的追捧。曼大所有的毕业生都能在工业领域中找到工作,职业包括大型材料制造或最终用户的研发职位,管理职位和技术销售。职业范围包括教学,工程,咨询和技术发展角色等多种多样的事物。近期毕业生进入的企业主要有劳斯莱斯、空中客车、美洲虎、3M、美国铝业和Corus等。其他毕业生选择在专利法或会计等领域应用其技术和分析技能。还有一部分学生在学位结束时继续深造,因为材料科学与工程学位为更高水平的学习提供了一个理想的跳板(例如攻读博士学位),大约三分之一的毕业生遵循了这一路线。曼彻斯特大学是英国著名的六所“红砖大学”,罗素大学集团创始成员之一,也是英国最大的单一校址大学。曾经诞生了25位诺贝尔奖得主,所以对材料科学感兴趣的小伙伴,真的可以把留学目标锁定到曼大哟(留学SoEasy)^_^
报告摘要1 中国石墨烯行业综述1.1 中国石墨烯定义及分类石墨烯是指由碳原子按六边形进行排布、并相互连接所形成的二维碳材料。石墨烯具有高硬度、高导热性和导电性、高弹性等性能,根据层数可分为单层、双层和多层石墨烯(见图 2-1)。单层石墨烯是指由一层以苯环结构周期性紧密堆积的碳原子所构成的二维碳材料;双层石墨烯是指由两层以苯环结构周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式所构成的二维碳材料;多层石墨烯是指由三到十层以苯环结构周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式所构成的二维碳材料。1.2 中国石墨烯行业发展历程及现状中国石墨烯行业起步较晚,行业发展至今主要经历了以下三个阶段(见图2-2):材料发现阶段(2004-2012年):2004年英国曼彻斯特大学的物理学家康斯坦丁·诺沃肖洛夫和安德烈·海姆利用机械剥离法,首次成功制备出能稳定存在的石墨烯。随后,石墨烯作为碳质新材料逐渐被科学家们所接受。2007年起,中国开始涉足石墨烯领域研究。据头豹数据显示,在2007-2012年间,中国国家自然基金委员会对中国石墨烯项目累计投资超过3亿元,在资金的支持下,中国逐渐出现了小规模的石墨烯产业,但石墨烯材料的整体市场化和产业化尚未成熟,行业下游的应用尚未实现商用。产业形成阶段(2013-2016年):中国石墨烯产业自2013年以来逐步形成,中国国家自然基金委员会、中国科技部、中国科学院等国家机构相继出台了一系列法规政策以支持石墨烯行业的发展,中国政府在“十二五”规划、“十三五”规划等重要指导性文件中也将石墨烯纳入了新材料领域。这一时期中国石墨烯研究迅速发展,具体表现在中国石墨烯专利申请数量的迅速增长,截至2014年,中国石墨烯专利数已超过 4,000 项。研究突破阶段(2017年-至今):自2017年以来,中国在石墨烯材料的研究领域不断取得突破,如在实验室内制备出了最小尺寸的纳米通道以及生产出了首款石墨烯基锂离子电池充电宝等。得益于中国政府政策的支持和产业资金的持续投入,中国石墨烯研发水平逐步提高,已进入研发技术突破阶段,中国石墨烯相下游中高端产品的种类在这一时期也呈现增长态势,石墨烯超级电容、石墨烯电子器件以及石墨烯柔性膜等产品相继问世。当下,中国石墨烯行业整体发展形势良好。在企业数量方面,中国石墨烯行业新增企业数量逐年增加。根据头豹数据显示,中国石墨烯行业新增企业数量由 2014年的362家增长至2018年的1,143家,年复合增长率为33.3%;在技术研究方面,石墨烯行业发展至成熟商用期至少需要20年时间,中国石墨烯行业仍整体处于以研究为主的阶段,大部分产品并未实现大规模的市场应用;在产业链方面,石墨烯行业相应的下游应用和应用产品的技术规范和市场准入制度并未设立,下游市场尚未进入成熟阶段。1.3 中国石墨烯行业产业链中国石墨烯行业上游是石墨烯原材料供应行业;中游是石墨烯生产行业;行业下游为石墨烯主要应用行业,主要包括储能材料行业、防腐涂料行业、压力传感器行业、柔性触控屏行业和发热膜行业等(见图 2-3)。1.3.1 产业上游分析中国石墨烯行业上游是石墨烯原材料供应行业。石墨是石墨烯生产的主要原材料之一,作为一种无机非金属材料,石墨被广泛用于节能环保、新能源和新一代信息技术产业中。中国石墨资源储量大,根据中国自然资源部历年发布的《中国矿业资源报告》和头豹数据显示(见图 2-4),中国已查明石墨资源储量由2014年的2.2亿吨增长至2018年4.2亿吨,年复合增长率为17.5%。中国石墨资源分布较为广泛,其中主要集中在黑龙江、内蒙古、四川、山西、山东和河南六个省份,该六省份的石墨已查明资源储量占中国石墨已查明资源总储量的 44.2%。中国石墨烯行业上游原料储备充分,石墨成本较低,整体上游议价能力弱,对中游的石墨烯生产行业影响较小。1.3.2 产业中游分析中国石墨烯产业链的中游即石墨烯生产行业。根据产品形态,石墨烯主要可分为石墨烯薄膜和石墨烯粉体两种类型,二者在制备方法和所需原材料方面具有较大差别(见图 2-5)。石墨烯粉体是指利用物理或化学的方法将天然石墨石碾碎所形成的粉体,在多数情况下,石墨烯粉体是单层石墨烯和多层石墨烯的混合物;石墨烯薄膜是指利用化学气相沉淀法制备的石墨烯,具体过程是将碳氢化合物甲烷、乙醇等通入到高温加热的金属基底铜镍表面,反应持续一定时间后对基底进行冷却,冷却过程中在基底表面便会形成数层或单层石墨烯。石墨烯薄膜在制备过程中的原材料主要涉及铜镍金属片和甲烷、乙醇等氢氧化合物,不需要石墨材料参与。从市场占比来看,石墨烯粉体占据了中国石墨烯产品的绝大部分市场,且石墨烯粉体的部分应用已经实现了商用,例如锂电储能行业。而石墨烯薄膜多用于手机屏或柔性屏领域,由于技术尚未成熟,石墨烯薄膜的应用市场仍处于技术研发阶段,市场份额相对较少。中国石墨烯行业中游与下游之间的协同发展趋势明显,下游应用范围和场景的扩大将带动中游石墨烯产量的提高,从而对整个行业的发展都起到助推作用。1.3.3 产业下游分析中国石墨烯产业链的下游是石墨烯应用行业,主要包括储能材料、防腐涂料、压力传感器、柔性触控屏和发热膜五大行业。储能材料石墨烯作为储能材料主要用于锂电池中。锂电池的正常工作是通过锂离子在正负极之间相互移动实现的,因此,锂电池正负极材料的性能将直接影响到锂电池的功率性能。石墨烯因具有优异的电子导电性能,能够提高锂电子在电池的正负极间的传导速率,起到增加锂电池功率性能的作用,因此常被用来制作锂电池的正极材料。中国石墨烯在锂电池领域的应用占据了行业下游应用的绝大部分市场,石墨烯作为储能材料在中国已实现商用。防腐涂料石墨烯在涂料方面的应用也逐步凸显成效。因石墨烯具有良好的导电性,在涂料中添加石墨烯有利于形成稳定的导电网络。除此之外,添加石墨烯后的涂层可在金属表面形成组隔层,减缓活性介质对金属的腐蚀。2015年中国国务院发布的《中国制造2025》中也指出在海洋工程中使用石墨烯作为防腐涂料,相较传统防腐蚀涂料,设备寿命可提高一倍以上。中国石墨烯防腐涂料已投入大规模生产,制备工艺相对完善。柔性触控屏现在电子产品的触控屏导电膜的主要采用氧化铟锡膜,但由于氧化铟锡膜透光率较差,弯曲性也较为受限,在智能移动终端需求不断扩大的情况下,氧化铟锡膜对应用场景的满足程度将不断下降。在这一形势下,石墨烯由于具有较好的柔性,在柔性电子领域的发展优势将逐步凸显,其性价比将超过氧化铟锡膜。2016年重庆墨希科技推出了全球首款石墨烯柔性可弯曲智能手机,该款手机可弯曲成一圆环。石墨烯在柔性触控屏应用方面仍存在较大发展空间,当前仍处于以研究为主的阶段。1.4 中国石墨烯行业市场规模石墨烯因自身优良的电学性能、力学性能、热性能、光学性能而被称为“改变21世纪的神奇材料”。石墨烯行业在中国发展较晚,2013 年中国初步实现了石墨烯对传统材料的替代,下游市场逐步打开,主要应用于锂电池和涂料等领域。石墨烯应用技术的进步丰富了下游应用市场,中国石墨烯行业市场规模也随之不断扩大。据头豹数据显示(见图 2-6),中国石墨烯市场规模由2014年的1.4亿元快速增长至2018年的274.5亿元,年复合增长率为274.2%。除已实现商用的锂电池储能和防腐涂料领域,中国石墨烯行业正逐步在柔性控制屏和压力传感领域布局,石墨烯产业将进一步完善。下游新兴领域的发展将直接促进中游制造市场的增长,中国石墨烯市场规模在未来五年将以67.9%的年复合增长率持续增长,据头豹预计,中国石墨烯行业市场规模在 2023年有望突破3,700亿元。图 2-6 中国石墨烯市场规模,2014-2023 年预测2 中国石墨烯行业驱动与制约因素2.1 驱动因素2.1.1 利好政策推动石墨烯发展2014年11月中国发改委发布《关键材料升级换代工程实施方案》,提到要支持高性能、低成本石墨烯粉体及高性能薄膜的规模生产,并加大石墨烯在新型显示、先进电池等领域的应用。2015年9月中国国务院发布《中国制造2025》,明确了未来10年中国石墨烯产业的发展路径,将石墨烯定为主导未来高科技竞争的超级材料;到2020年,积累一批前沿新材料核心技术专利,部分产品实现量产;到2025年完成前沿新材料技术、标准等有效布局。前沿新材料取得重要突破并实现规模化应用,部分领域达到世界领先水平。2015年 11月,中国工信部、科技部和发改委联合发布《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》,指出到2020年形成完善的石墨烯产业体系,实现石墨烯材料标准化、系列化和低成本化,培养若干家具有核心竞争力的石墨烯企业。2016年5月,中国工信部发布《建材工业鼓励推广应用的技术和产品目录(2016-2017年本)》,在这些鼓励推广的建材中涉及到了2项石墨烯材料,分别是石墨烯粉体和石墨烯防腐涂料。2016年8月,中国国务院发布《“十三五”国家创新规划》,提到要重点发展以石墨烯为代表的先进碳材料。2017年5月,中国科技部发布《“十三五”材料领域科技创新专项规划》,指出要重点发展石墨烯等纳米技术,带动战略新兴产业生长点的形成,切实促进市场前景广阔、资源消耗低、带动系数大、就业机会多、综合效益好的材料产业发展。由此看来,中国已将石墨烯行业列为重点发展行业,积极进行产品研发。这一系列利好政策将有助于实现石墨烯材料的标准化、系列化和低成本化,使石墨烯产品能够在多领域实现规模化应用,从而推进产业进步(见图 3-1)。2.1.2 世界各国不断加大石墨烯研究投入自2004年石墨烯在实验室中问世以来,全球范围内和石墨烯相关的研究和产业应用持续增多,中国、英国、日本、韩国等国家不断加大在石墨烯方面的研究投入。中国2013年中国成立石墨烯产业技术创新战略联盟,目的在于加快中国石墨烯项目产业化。中国江苏、浙江、上海、山东等省份与中科院等机构合作,加强技术创新,这一趋势对于石墨烯下游产品的创新资源优化起到重要带动作用。2013年中国中科院重庆绿色智能技术研究院与上海南江集团签下协议,力争在一年之内形成1,000万片石墨烯的生产能力,标志着中国石墨烯行业的产业化进程大大提高。2014年清华大学化工系教授成功制备出一种具有自分散、不堆叠特性的柱撑石墨烯。该特殊石墨烯材料具有突起结构,石墨烯特殊的层状和突起结构使其吸附能力增强,因此与商用锂电子正极材料相比具有更为优良的性能。柱撑石墨烯方面的技术研究将有望扩大石墨烯在储能设备、电子产品中的应用。英国2011年英国将石墨烯定为重点发展的四项新兴技术之一。2011年英国政府联合多所大学和研究机构在曼彻斯特大学建立了石墨烯研究院,对石墨烯材料下游应用的商业化起到了加速作用,该研究院已成为全球领先石墨烯研究中心之一。2012年英国在石墨烯下游商用的研究领域投入2,150万英镑,资金的持续投入将成为石墨烯产业发展的重要推动力。日本2007年日本学术振兴机构开始资助石墨烯硅材料器件项目。2013年,日本东北大学多元物质科学研究所和昭和电工一同合作研制出量产石墨烯片的技术,这一技术的研制成功将极大地加快石墨烯在汽车电池材料及高强度结构材料方面的应用进程。石墨烯具有超薄、超轻、超高强度、超强导电性和结构稳定等特点,被各个国家归为新型技术产业的关键材料。在政府的支持下,石墨烯的研发力度不断加大,石墨烯行业取得了快速发展,实现了规模化生产,并在创新应用方面取得了一系列突破,各国技术研发的投入将持续推进石墨烯行业向前发展。2.1.3 中国石墨烯研究领域不断突破2015年到2017年期间,中国石墨烯行业在下游应用领域不断取得突破(见图 3-2)。2015年1月,青岛储能产业技术研究院将石墨烯锂电子电容器成功应用在电动自行车领域,提升了电容器的容量,使得电容器在放电10,000次后容量仍可保持在 94.7%左右。2015年3月,重庆墨希科技有限公司和深圳市嘉乐派科技有限公司共同协作,并发布了全球首批量产石墨烯手机。石墨烯手机的研发主要利用了石墨烯超轻、超强导电性的特性,在手机中加入石墨烯可以提升电池的能量密度,同时也在一定程度上解决了手机电池发烫的现象。2015年11月,深圳贝特莱电子科技股份有限公司将石墨烯压力传感器应用到压力触控领域,并推出了全球首款石墨烯材料3D触控解决方案,开启了石墨烯在压力传感领域的产业布局。2016年10月,中国科学技术大学中科院与诺贝尔物理奖得主、英国曼彻斯特大学安德烈·海姆教授研究团队合作,研究提出了一种构筑纳米通道的新方法,在石墨烯纳米通道水输运方面取得突破。这一石墨烯纳米通道是由大小不同的石墨烯堆垛起来形成的纳米量级的管道,是现阶段在实验室中可制备的最小纳米通道。2017年4月,东旭光电的“烯王”系列的石墨烯基锂离子电池已应用于共享电单车领域,这一产品升级大大缩短了单台电动车的充电时长,充电时间由4-6小时逐步降至 20分钟左右。2017年5月,上海微系统与信息技术研究所发现,用锗薄膜作为催化剂所制备的石墨烯品质较高,同时也避免了因使用其他金属催化剂而引起的金属玷污的问题。因此锗薄膜在石墨烯制备过程中的应用将直接提升产品性能,增强产品市场竞争力,扩大应用市场。在技术不断提升的发展背景下,中国石墨烯行业的发展速度逐步加快。石墨烯行业下游应用领域的技术提升将直接提升石墨烯产品的特性,提高下游应用的效能,扩大石墨烯产品的应用范围并丰富应用场景,进而带动石墨烯行业的发展。2.2 制约因素2.2.1 缺乏大规模的石墨烯制备技术传统的石墨烯制备方法主要包括机械剥离法、液相剥离法、氧化还原和气相沉淀法,这些传统制备方法普遍存在一定的缺点,如利用机械剥离法生产所得石墨烯的产率不稳定且不能实现工业化大量生产;液相剥离法由于产出纯度较低,因此石墨烯粉体质量较差;氧化还原法获得的石墨烯粉体同样纯度较低,不适宜大规模生产;气相沉淀法通过甲烷、乙烯等气体作为碳源获得的石墨烯质量较高,制成的石墨烯薄膜的柔性也较好。该方法可实现石墨烯产品的规模化生产,但由于制成的石墨烯薄膜需从衬底金属薄片上移除,因此生产成本较高。要想大规模获取高质量的石墨烯材料,中国石墨烯行业在制备技术上仍有所欠缺,致使石墨烯行业发展缓慢,部分新型领域规模占比较小。石墨烯制备技术的制约直接影响中游石墨烯的生产效率,在耗费同等生产设备时,由于产量较少,每单位的石墨烯生产成本提高,将影响企业生产经营和企业利润。2.2.2 石墨烯下游领域应用技术尚未成熟近三年来,全球范围内石墨烯的专利申请数量不断攀升。据头豹数据显示,截至 2018年,中国石墨烯专利数量在全球的占比超过58.6%。然而,中国申请专利的石墨烯项目多集中在已实现规模化生产的领域,例如防腐涂料、储能材料领域,在柔性触控屏、压力传感器等附加值较高的领域涉及则较少。据头豹数据显示(见图 3-3),2018年中国石墨烯各应用领域的专利占比中,防腐涂料占比为47.3%,储能材料占比为25.6%,电子器件、水处理和其他领域占比分别为19.4%、5.2%和 2.5%。新兴发展领域概念较为新颖,现阶段许多技术工艺仍处于实验室研发阶段,未实现显著的技术突破。例如在柔性触控屏方面,中国仅有少数企业可实现石墨烯薄膜在手机显示屏的应用,并未达到量产阶段。中国石墨烯创新技术尚未普及,创新技术在石墨烯下游应用产品的生产中参与程度低,这一技术发展的限制将影响石墨烯的产业化进程。2.2.3 石墨烯产业配套设施不完善石墨烯的新兴应用领域正处于不断发展的阶段,各科研机构和院校将持续实现技术突破,不断加大石墨烯在电子学(柔性电子材料、高频晶体管、高速电子器件等)、光子学(光学偏振器、光电探测器等)、复合材料、传感器和生物医学等领域的产业布局,并实现石墨烯新兴领域产品的产业化。在应用场景不断扩大的发展趋势下,中国石墨烯产业相应配套设施的缺乏将严重制约行业的发展。石墨烯产品相应配套设施主要包括石墨烯下游产品的制造设备,例如柔性电子制造设备、光学偏振器和光电探测器等生产设备等,下游产品性能的提升将对相应设备提出更高的要求。以光电探测器领域为例,石墨烯光电探测器是将石墨烯材料两端放置两个金属电极,以实现光电流信号的输出,石墨烯的粉体的质量将直接决定光电信号传输的效率,因此这一领域对石墨烯粉体的质量要求更高,相应地对其生产设备的要求也更高。中国石墨烯相应配套设备在政策规范和技术指标两方面的尚未形成相应的标准,已成为制约石墨烯产业化进程的重要影响因素。3 中国石墨烯行业市场趋势3.1 石墨烯下游柔性触控屏领域的应用将进一步扩大在石墨烯下游的产业应用中,除锂电池领域已实现量产外,石墨烯在柔性触控屏也将逐步达到规模化应用级别。2013年中国石墨烯行业开始向柔性触控屏领域渗透,以石墨烯为原材料研制的柔性触控屏可在不规则的设备表面实现多点触控的功能。在全球市场中,三星在2011年美国电子消费展上展示4.5英寸柔性屏幕,并在2013年展出5.5英寸柔性屏幕。在中国市场中,2013年12月中国重庆墨希科技有限公司建成全球首条100万平方米石墨烯薄膜生产线,并在2015年推出首批石墨烯触控屏手机,一定程度上推进了中国石墨烯在柔性触控屏领域的应用探索。在触控屏方面,非曲面LCD和OLED等显示屏幕多采用氧化铟锡(ITO)作为触控层材料。但 ITO 材料材质较为脆弱,不适合做大曲率且可随意弯曲的柔性触控层。因具有强导电性,且碳原子间的连接十分柔韧,石墨烯将逐步取代 ITO 材质,成为柔性控制屏制造的重要原材料之一。重庆墨希科技已推出首款的石墨烯柔性可弯曲智能手机,该款手机采用了5.2 英寸的触控屏,可弯曲成圆环状。这一产品的发布推进了石墨烯在柔性控制屏领域的布局,也加速了石墨烯行业下游在柔性触控屏的应用。3.2 石墨烯行业将布局可穿戴设备领域在可穿戴设备的发展过程中,可佩戴性是产品研制需要攻克的一大问题。石墨烯由于具有超薄性、高柔韧性和坚固性等性能,使材料本身也具有了较强的佩戴便利性。石墨烯在可穿戴设备中的应用主要是指将石墨烯用于电子元器件中,并将电子元器件直接整合到面料中形成新的纺织穿戴设备,不需要再使用额外材料的电极和电线。石墨烯超高的导热系数、高达99%的电热转换效能使得石墨烯在可穿戴设备领域得以应用。如爱家科技根据石墨烯超高的导热系数,先后研发了护膝、护腰、护肩等多种石墨烯可穿戴产品。2017 年爱家科技在新材料峰会上推出新型石墨烯织物“艾弗”,“艾弗”是目前唯一以纺织物形态存在的石墨烯材料,该新型材料具有发热、能量转换等效能,开启了石墨烯在可穿戴设备的产业布局。除隔热保温之外,企业和研究机构在石墨烯的压力、心率传感方面的研究正进一步加深,传感技术的提升将实现设备对体温和压力的数据采集,进一步推进石墨烯在可穿戴设备这一应用领域的发展。3.3 石墨烯制备原材料呈现多样化发展趋势石墨烯的制备方法大致可分为物理或化学法、气相沉淀法两种。物理和化学法是指以石墨为原料,采用物理或化学的方法将石墨剥离成单层或多层的石墨烯的方法,主要包括机械剥离、液相剥离和氧化还原法等;气相沉淀法是以含碳气体或固态化合物为原料,通过化学方法利用碳原子制备石墨烯。近三年来,石墨烯原料开始呈现出多样化的发展趋势。除传统的石墨原料外,还出现了生物质原料,如玉米芯、大豆油等。2017年8月,济南圣泉集团股份有限公司和黑龙江大学长江学者团队联合开发石墨烯制备的新工艺,并在此工艺基础上实现了生物质石墨烯的制备。这一合作研究团队利用含碳材料—玉米芯中的纤维素完成石墨烯的提取,并运用“基因配对组装”工艺完成了生物质石墨烯的制备。除此之外,2017年1月,澳大利亚研究人员将大豆油置于炉中加热,并将加热后的大豆油在金属箔表面迅速冷却得到石墨烯薄膜。由此可见,采用低成本类原料(如玉米芯和大豆油等)完成石墨烯的制备,将直接降低石墨烯的生产成本,加快石墨烯的规模化生产进程,现已成为行业的发展趋势之一。4 中国石墨烯行业竞争格局分析4.1 中国石墨烯行业竞争格局概述从中国石墨烯产业整体发展来看,在政策鼓励、应用领域扩张的推动下,中国涉足石墨烯行业的企业数量逐年增加,在地域上呈现出了产业聚集现象,主要分布在长江三角洲、珠江三角洲和山东省三大片区(见图 5-1)。中国长江三角洲具有良好的产业发展平台,是石墨烯产业发展较早的地区,在石墨烯制备、新能源、复合材料等领域均有布局;珠江三角洲地区聚集了众多高新技术,在石墨烯下游应用领域发展较快,主要布局新能源、健康和电加热领域;山东省在石墨烯原材料方面发展较快,正不断加大在防腐涂料、复合材料和石墨烯水处理材料等方面的产业布局。长江三角洲地区的石墨烯代表企业有常州第六元素材料科技股份有限公司(以下简称:第六元素)、常州二维碳素科技有限公司(以下简称:二维碳素)。第六元素主要从事石墨烯及其他新型碳材料的研究、开发、生产和销售,二维碳素侧重大面积石墨烯透明导电薄膜的生产制备;珠江三角洲地区的石墨烯企业主要以深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司(以下简称:贝特瑞)为代表。贝特瑞是一家锂电池正负极材料解决方案提供商,主要从事锂离子二次电池正、负极材料的专业化生产;山东省份内主要的石墨烯企业是青岛华高能源科技有限公司(以下简称:青岛华高能源)。青岛华高能源专注于从事高品质石墨烯产品的研发、生产及销售,产品主要面向海洋与军工两大领域,研究方向涉及石墨烯复合材料、安全防护等技术与产品开发。4.2 中国石墨烯行业典型企业分析4.2.1 宝泰隆新材料股份有限公司4.2.1.1 企业概况宝泰隆新材料股份有限公司(以下简称:宝泰隆)成立于 2009年,2011年于上海证券交易所上市,股票代码为:601011。宝泰隆是中国东北地区产业链较完整的独立焦化企业,同时也是较大的甲醇生产企业,也是中国石墨烯行业的领先企业之一。宝泰隆的主要经营范围涉及煤炭开采、炼焦、化工、发电、石墨烯和针状焦等产品的销售以及技术研发和服务,产品的销售范围主要集中在黑龙江省、吉林省和辽宁省。4.2.1.2 主要经营模式宝泰隆的经营模式主要体现在循环经济产业链、产品升级和产业转型两方面(见图5-2)。循环经济产业链:宝泰隆开采和采购的原煤进入洗煤工序进行洗选加工,主产品精煤供给焦化工序炼焦,副产品煤泥、煤矸石等供给干熄焦电厂;焦化工序生产的焦炭主要供给东北三省的钢铁厂用户,副产品煤焦油、粗苯等继续深加工或者直接外销;焦炭生产采用干法熄焦,回收的余热用于干熄焦电厂发电和生产蒸汽,电力和蒸汽主要供给宝泰隆内部使用,剩余电量上网销售;电厂余热用于宝泰隆生产生活区和周边多个小区供暖。产品升级和产业转型:宝泰隆推进“转型升级”战略实施,即产业由煤化工向新材料转型,推进石墨烯及中间相炭微球、针状焦等新材料产业项目。相应地,宝泰隆产品逐步由传统煤化工向煤基清洁能源升级,推进实施轻烃项目和芳烃项目。4.2.2 新疆中泰化学股份有限公司4.2.2.1 企业概况新疆中泰化学股份有限公司(以下简称:中泰化学)成立于 2001 年,2006 年于深圳证券交易所上市,股票代码为:002092。中泰化学依托中国新疆地区的煤炭、原盐和石灰石等自然资源,主要发展氯碱化工、纺织工业和供应链贸易三大业务板块,其中包括聚氯乙烯树脂(PVC)、离子膜烧碱、粘胶纤维和粘胶纱四大产品。依托自身资源优势,中泰化学已开始布局石墨烯领域。在布局初期,中泰化学通过投资厦门凯纳石墨烯技术有限公司,对石墨烯技术开发、应用及其衍生品领域进行研究,重点研究石墨烯与 PVC 产品的结合。现阶段,中泰化学正致力于围绕现代贸易、现代物流和供应链管理打造绿色化工智能制造生产企业。同时,中泰化学通过利用新疆乌鲁木齐“一带一路”新丝绸之路经济带核心区的区位优势,围绕产业链开展“+贸易”模式,进一步提高中泰化学的整体收益。请您关注,每日发布最新行业研报,感谢!报告内容属于原作者,仅供学习!作者:头豹研究院 庄林楠 贾欣莹更多最新行业研报来自:【远瞻智库官网】