石墨烯,21世紀(jì)新材料之王,是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。應(yīng)用于物理、材料、電子信息、計(jì)算機(jī)等眾多領(lǐng)域,具有較好的導(dǎo)熱性、光學(xué)特性和穩(wěn)定性,被認(rèn)為是一種未來革命性的材料。
石墨烯層數(shù)可分為單層石墨層、少層石墨烯和多層石墨烯;按照功能化形式可以分為氧化石墨烯、氫化石墨烯、氟化石墨烯等;按照產(chǎn)品形態(tài)又可分為石墨烯粉體和石墨烯薄膜。
產(chǎn)業(yè)鏈剖析:下游應(yīng)用較為廣泛
上游:石墨礦資源及生產(chǎn)設(shè)備;
中游:石墨烯薄膜和石墨烯粉體制造;
下游:主要的應(yīng)用以新能源、涂料、大健康、節(jié)能環(huán)保、化工新材料、電子信息等六大產(chǎn)業(yè)。
行業(yè)發(fā)展歷程:行業(yè)處在突飛猛進(jìn)階段
石墨烯的理論研究始于1947年,迄今已有70余年的歷史。2004年,英國(guó)曼徹斯特大學(xué)天文物理學(xué)教授Andre K. Geim領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用微機(jī)械剝離方法首次獲得了石墨烯,標(biāo)志著這一新型材料的問世。中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基從2007年開始對(duì)石墨烯項(xiàng)目投資,促進(jìn)了我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2013年以來,石墨烯先后被列入“十二五”“十三五”規(guī)劃中,政策的推動(dòng)促使了我國(guó)一大批石墨烯企業(yè)的誕生,石墨烯生產(chǎn)開始走向批量化、規(guī)模化。2017年至今,石墨烯已經(jīng)在鋰電池、太陽能、散熱材料、電纜LED等行業(yè)有了較為廣泛的應(yīng)用。
行業(yè)政策背景:“十四五”規(guī)劃愈發(fā)重視石墨烯行業(yè)的發(fā)展
2012年由工信部發(fā)布《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,首次明確提出支持石墨烯新材料的發(fā)展。之后,我國(guó)先后出臺(tái)《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》等文件,確立石墨烯在新時(shí)代我國(guó)制造業(yè)發(fā)展中的重要戰(zhàn)略地位,鼓勵(lì)在電化學(xué)儲(chǔ)能、海洋工程、柔性電子器件、重大環(huán)保技術(shù)裝備、汽車、航天航空行業(yè)等領(lǐng)域拓展石墨烯應(yīng)用。2021年,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃綱要》,提出大力支持發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)任務(wù)。
行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
目前,石墨烯產(chǎn)品主要為石墨烯粉體和石墨烯薄膜。石墨烯粉體主要應(yīng)用于防腐涂料、鋰電池、超級(jí)電容、導(dǎo)熱塑料、消費(fèi)電子散熱片等行業(yè);石墨烯薄膜主要在導(dǎo)熱膜、柔性顯示、傳感器、集成電器等行業(yè)有較為廣泛的應(yīng)用。
1、供給:石墨烯粉體和石墨烯薄膜已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)
2、需求:石墨烯需求不斷增加,市場(chǎng)規(guī)模達(dá)百億以上
3、專利情況:2020年石墨烯相關(guān)專利申請(qǐng)熱度最高
注:查詢時(shí)間為2022年9月26日
4、發(fā)展痛點(diǎn):關(guān)鍵技術(shù)制約下游應(yīng)用拓展
由于石墨烯從發(fā)現(xiàn)至今僅經(jīng)歷10余年,其發(fā)展仍處于較新的階段,盡管石墨烯在規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)和工藝裝備等方面均取得重大進(jìn)展,但其低成本規(guī)模化制備技術(shù)、下游應(yīng)用技術(shù)、綠色制備技術(shù)等方面仍存在技術(shù)瓶頸,且產(chǎn)品普遍存在尺寸和層數(shù)不均勻、質(zhì)量不穩(wěn)定等問題,材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)遠(yuǎn)不及實(shí)驗(yàn)室水平,難以滿足大規(guī)模工業(yè)化量產(chǎn)的需求,制約了石墨烯在下游應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。
行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局
1、區(qū)域競(jìng)爭(zhēng):區(qū)域集中在東部沿海城市
2、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng):以中小企業(yè)為主,龍頭企業(yè)量產(chǎn)規(guī)模較大
行業(yè)發(fā)展前景及趨勢(shì)預(yù)測(cè)
1、發(fā)展趨勢(shì):未來石墨烯將在技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域不斷突破
2、前景預(yù)測(cè):到2027年石墨烯相關(guān)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到1000億元
2021年11月,石墨烯聯(lián)盟發(fā)布《國(guó)內(nèi)外石墨烯新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展十年回顧》,提出我國(guó)涉及石墨烯相關(guān)業(yè)務(wù)的單位已達(dá)到3萬家,石墨烯的下游應(yīng)用企業(yè)比例在逐步上升,石墨烯的市場(chǎng)化在逐步展開,石墨烯市場(chǎng)化成果帶來的新一波熱潮正在來襲,預(yù)計(jì)2027年相關(guān)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到1000億元。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:干貨!石墨烯發(fā)展現(xiàn)狀分析
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