最具前景的新材料—石墨烯

作者: cnpim CNPIM 2020年09月21日

  石墨烯:性能强大的新材料之王石墨烯属于二维碳纳米材料,具有优秀的力学特性和超强导电性导热性 等出色的材料特性,其下游应用主要涵盖基础学科、新能源电池、柔性 显示屏、传感器及复合材料等领域。石墨烯的大规模商业应用方向主要 分为粉体和薄膜,其中石墨烯粉体目前主要用于新能源、防腐涂料等领 域,石墨烯薄膜主要应用于柔性显示和传感器等领域,其中来自新能源 的需求超过 70%。工业化生产石墨烯常用 CVD 化学气相沉积法,是目 前被认为最有希望实现石墨烯薄膜大规模制备的方法。
 
  应用领域不断拓展,市场规模持续增长全球石墨烯行业市场规模呈稳步增长态势。预计到 2020 年末,全球和国 内石墨烯行业市场规模分别为 95 亿美元和 200 亿元,中国石墨烯市场规 模约占全球石墨烯总市场规模的 30%,并有逐年提高的趋势。国内石墨烯应用最广泛的下游领域是新能源相关领域,包括新能源超级 电容与锂电池导电剂,随着 2020 年新能源汽车持续加速渗透,行业将迎 来高增速。全球石墨烯导电剂市场规模预计 2020 年达到 139 亿元,年 复合增长率约为 64%,石墨烯超级电容市场预计 2021 年底达到 0.84 亿 美元,到 2030 年有望达到 6.09 亿美元,年复合增速超过 20%。除此之外,防腐涂料领域,2019 年国内防腐涂料产量增速达到 18%,石 墨烯防腐材料热稳定和抗菌性能优势显著;石墨烯柔性屏方面,可穿戴 设备是主要需求驱动力;传感器方面,石墨烯化学敏感性强,在医学等 领域前景广阔,2019 年石墨烯传感器市场达到了 2 亿元,增速达到 70%。
 
  国内外行业处于起步阶段,静待下游大规模应用石墨烯行业正处于大规模产业化前夕,世界各国对于石墨烯都给予了高 度重视,全球已有 80 多个国家投入石墨烯的研发、生产,欧美企业占据 全球石墨烯产业链关键环节,而亚洲石墨烯应用市场前景向好。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, 但市场增速快。目前我国已经形成京津冀鲁、长江三角洲和珠江三角洲 的三大聚合区,多地分布式发展的石墨烯产业格局。中国石墨烯龙头企 业发展显著,现已有上市公司 10 余家,主要研究领域集中于石墨烯导电 剂、柔性显示、导热材料等方面,已初步具备大规模生产石墨烯薄膜和 粉体的能力。
 
  重点上市公司:
 
  中泰化学公司主营聚氯乙烯树脂(PVC)、离子膜烧碱、盐酸、粘胶纤维和纺纱等产品, 是全国大型氯碱化工企业之一。公司于 2013 年收购厦门凯纳石墨烯技术有限 公司,开始进军石墨烯产业。公司主要研发石墨烯粉体的生产及应用技术,重 点研究石墨烯与 PVC 产品的结合应用。厦门凯纳是国内首家研发石墨烯的高科 技企业,主要采用机械剥离工艺生产石墨烯产品,目前已开发出生产石墨烯粉 体的第六代技术,实现环保、低成本、大规模量产高品质石墨烯,解决了石墨 烯粉体制作成本高的难题。现已推出锂电池导电剂、碳塑合金、石墨烯散热器 和石墨烯复合材料等系列成熟应用产品。
 
  宝泰隆公司主要负责新能源、纳米新材料与煤炭开采应用等。公司掌握石墨烯上游石 墨矿丰富资源,同时在 2018 年,与北京石墨烯研究院有限公司和七台河市政 府合作成立了“宝泰隆新材料股份有限公司北京技术研发中心”,重点研究石墨 烯导电方面的技术和发展,积极拓展石墨烯下游产品和中游制备等方面。
 
  道氏技术公司是国内领先的陶瓷产品供应商,主要生产陶瓷墨水、全抛印刷釉和基础釉。公司于 2016 年开始,进军石墨烯导电材料产业,并收购青岛昊鑫 55%股权, 青岛昊鑫是国内领先的石墨烯导电剂供应商。石墨烯导电剂产品主要供应给比 亚迪和国轩高科,同时青岛昊鑫与国内外科学家技术研发团队进行技术合作, 技术实力雄厚。
 
  东旭光电公司是国内最大的液晶玻璃基板制造商,也是全球领先的光电显示材料供应商。公司石墨烯产业主要采用了“内生+外延”双轮驱动的模式。自 2014 年开始, 公司与多家国内外大学与科研机构展开技术合作与交流,先进军了石墨烯薄膜 领域,后收购上海碳源汇谷,致力于石墨烯粉体的开发应用,于 2016 年发售 石墨烯基锂电池“烯王”。除石墨烯锂电池领域,公司从 2017 年起已有多款产 品实现产业化,例如石墨烯 LED 照明、石墨烯电采暖方向、石墨烯电暖气和石 墨烯发热地板等,还斩获首批海外石墨烯应用产品订单,成功进入国际市场。

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