近几年,我国石墨烯领域研发成果数量稳步增长,产业规模逐步扩大。石墨烯在下游市场的应用主要包括新能源、大健康、电子信息、节能环保、生物医药、化工、航空航天七大领域。目前,石墨烯对传统产业升级的带动作用日益显著,其区域集聚初步成形。
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近年,石墨烯产业发展势头迅猛,中国石墨烯产业应用领跑国际,上市公司表现抢眼,企业合作动作连连,产业格局初具雏形;企业合力打通终端渠道,应用市场遍地开花,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。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。
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通过对石墨烯中国专利、论文进行检索,共检索到石墨烯中国专利申请43988件,论文累计发表6万余篇,总体而言,我国石墨烯专利论文数量呈指数增长趋势。从专利论文趋势图可以看出,我国石墨烯专利的申请与受理始于本世纪初,从2009年开始,我国石墨烯专利申请数量一直处于快速增长态势。中国政府、科研机构以及相关企业近年来对石墨烯相关技术一直保持高度的重视,国内石墨烯研发的高潮持续不减。2016年石墨烯专利申请数量已达到12420件,2017年专利申请量略有减少为11430件。目前,石墨烯专利申请技术方向主要集中在:以石墨为原料制备石墨烯的技术及工艺;石墨烯在储能、涂料、传感器等领域的应用:CVD制备石墨烯及其转移技术。
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据全球石墨烯产业战略研究院(CGIA Research)统计,2017年,我国石墨烯材料粉体产能达到3000吨,已经有数家企业具备了年产百吨以上的生产能力,如常州第六元素、宁波墨西、鸿纳(东莞)、青岛昊鑫、青岛德通、宝泰隆等;石墨烯薄膜产能约350万平方米。石墨烯粉体和薄膜材料在汽车、纺织、军工等工业和民生消费品上已经实现产业化应用。
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截止到2017年12月31日,全国拥有石墨烯相关研发、设备、制备、销售、应用、投资、检测、技术服务的单位数量达到4800多家,经CGIA Research 筛选实际开展石墨烯业务的单位约2600多家。其中从事技术服务、销售、投资及检测的企业(机构)有1477家,占据近一半的比例,从事石墨烯相关研究的研发机构有217家,设备和制备的企业(机构)有340家,下游应用方向的企业数量为623家。
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石墨烯在新兴产业的应用主要是在新能源、电子信息、生物医药等领域,充分发挥石墨烯高导电、高导热、高强度等优异性能,"烯"的作用越来越显著,2017年石墨烯在新能源和电子信息领域的市场规模分别为40亿和1亿元。南京百杰腾物联科技有限公司利用石墨烯体系导电油墨的特性,做出防伪、防撕、无法重复使用的RFID标签,在文件安全、食品安全、各种防伪管理应用上开创了有别于金属刻蚀标签的新应用,为物联网等各种应用场景所需天线提供了整体系统方案。超威电源将石墨烯铅基合金首次应用于铅酸蓄电池的正极板栅,成功生产出新型耐高低温高能量黑金石墨烯电池,使用寿命提高了90%以上,截至2017年底该电池累计销售量突破2000万只,销售额达30亿元。
得益于政策的支持和石墨烯极为广阔的应用范围与前景。中国的石墨烯产业呈现出多点开花,集聚初现的特点。东部沿海地区起步早,政策支持力度大,产业化进程领先其他地区,据CGIA Research统计,东部沿海地区集中了70%以上的企业,集聚效应初步显现。随着石墨烯上下游产业链的不断成形,产品标准和技术规范逐步完善,现在初步形成三个集聚区,包括长三角石墨烯产业集聚区,珠三角石墨烯产业集聚区和山东石墨烯产业集聚区。
石墨烯产业的发展整体呈现出良好的应用前景,未来产业发展趋势将更偏向石墨烯绿色、高质量、规模化制备,多级次多功能组装集成,未来产业资源将进一步整合,应用在新能源、生物医药、电子信息、航空航天等领域继续深化。