石墨烯产业研究报告

石墨烯产业 研究报告 简版 2014年 在 线 关于我们： 1.新材料在线®平台（www.xincailiao.com)是专注于新材料产业的研究、咨询、服务平台和门户网站，提供最佳的新材料行业咨询信息和研究报告，依托门户网站优势提供宣传平台和交流平台，依托专业的团队和资源提供最佳的新材料解决方案。2.《石墨烯产业研究报告》版权归新材料在线®平台所有，欢迎转载、传播、分享，并请注明出处：新材料在线（或）www.xincailiao.com。3.新材料在线公众号是新材料最有影响力的微信账号！ 新材料在线®平台每日会发布新材料最新的资讯，定期发布 新材料相关的行业研究报告，请关注我们的官方微信公众号: xincailiaozaixian(新材料在线）, 获得最新的资讯和活动。 请扫描官方微信公众号 石墨：层状结构 金刚石：四面体结构 富勒烯：C60球棍模型 纳米碳管 石墨烯（Graphene） 石墨烯（Graphene），是一种由C原子经sp2电子轨道杂化后形成的蜂巢状的准二维结构，是C元素的另外一种同素异形体。 由A. K. Geim和K. S. Novoselo于2004年首次在实验室中从石墨中分离出，他们也因此获得2010年诺贝尔物理奖。 什么是石墨烯 载流子迁移率高 电流密度大 强度高 导热率高 最薄最轻 20万cm2/Vs 硅的100倍 2亿A/cm2 Cu的100倍 破坏强度42N/m 杨氏模量相当于金刚石 3000-5000 与CNT相当 厚0.34nm 比表面积2630 高性能传感器 催化剂功能 吸氢功能 双极半导体 无散射传输 电子能量效果 可检测出单个有机分子 可强化电子输送功能 低温下有一定效果 CMOS构造半导体元件 英特尔正在研究 石墨烯的特性 石墨烯的特性 2014 2013 2012 2010 2009 2008 2006 2004 2011 石墨烯不能单独稳定存在 在实验中从石墨分离出石墨烯 IBM首个石墨烯晶体管 诺基亚研发石墨烯 •石墨烯可产生太赫兹光的电磁波； •富士通成功用石墨烯制作晶体管 •石墨烯具有光电转换性能； •30英寸石墨烯片； •石墨烯量子点制作单分子传感器 •石墨烯电容触摸屏 •石墨烯光电传感器 •大面积石墨烯薄膜合成 •石墨烯光电探测器 •石墨烯透明电极 •国内首条石墨烯生产线 •重庆研究院：15in单层石墨烯 •新碳高科：柔性石墨烯散热薄膜 •二维碳素：石墨烯透明导电薄膜 •第六元素：年产100 吨氧化石墨 ( 烯 )、石墨烯粉体 •宁波墨西：年产300吨的"少层石墨烯"生产线 2014中国国际石墨烯创新大会在宁波举行 •IBM：石墨烯集成电路 •石墨烯调制器 Source：国海证券研究所 目前英国、韩国、日本、欧盟、中国等主要国家和地区都将石墨烯研究提升至战略高度。 主要国家、地区石墨烯研究进展 石墨烯的应用领域 触摸屏 超级电容 锂离子电池 软性电子 散热 涂料 导电油墨 传感器 此外，石墨烯还应用于高频电子、环保、光电、聚合物、海水淡化、太阳能电池、燃料电池、催化剂、建筑材料等领域。 石墨烯的应用领域 来源：海通证券 石墨烯的应用领域 （续上表） 来源：海通证券 Source：国海证券研究所 目前主要制备方法有四种：机械剥离法、化学气相沉积法、外延生长法、氧化还原法。其中，最有可能率先突破产业化瓶颈的是化学气相沉积法（CVD法）。 石墨烯的制备技术分析 Source:石墨烯技术专利分析报告2013 王国华 周旭峰 刘兆平 备注：2013年为不完全统计 2009年全球专利申请数量为165篇，每年都在成倍递增，到2012年，全球专利申请数量达到1829篇。 石墨烯专利分析 Source:石墨烯技术专利分析报告2013 王国华 周旭峰 刘兆平 目前，中国申请的石墨烯相关专利排名世界第1位。 石墨烯专利分析 石墨烯技术重要专利申请人 Source:石墨烯技术专利分析报告2013 王国华 周旭峰 刘兆平 石墨烯专利分析 CVD Equipment（纽约） Aixtron（德国） Graphene Supermarket（纽约） Aixtron（韩国） Graphenea （西班牙） Graphensic(瑞典) Northern Graphite（加拿大） Lomiko Metals（加拿大） Foucus Graphite（加拿大） Grafoid（加拿大） Graphene Technologies（加州） Vorbeck Materials（马里兰州） XG Sciences（密歇根州） Angstron Materials（俄亥俄州） Applied Graphene Materials(英国) Haydale （英国) GRAnPH Nanotech（西班牙） Graphenano （西班牙） Grafen（土耳其） BASF IBM Nokia Samsung Sandisk Micron HEAD CVD机器 石墨矿 石墨烯基化合物 大面积石墨烯 研究 先进石墨烯元件 终端产品 Bluestone（纽约） AmoGmbH（德国） 石墨烯产业链分析 Source：BCC Research，新材料在线 BCC Research最新报告预测，全球石墨烯市场在2018年将超过1.95亿美元，到2023年将迅速13亿美元。 石墨烯市场分析 0 1 194.7 1343.2 2012201320182023全球石墨烯市场规模预测 单位：百万美元 石墨烯市场分析 32% 15% 14% 9% 9% 4% 2% 1% 0% 0% 14% CapacitorsDisplaysStructural materialsSensorsHigh-performance computingPhotovoltaicsThermal managementCommunicationsTerahertz imaging systemsData storageOther applications至2023年，石墨烯将主要用于以下五个领域：超级电容器领域、触摸屏领域、结构材料领域、传感器和高性能计算机等。 Source：BCC Research，新材料在线 石墨烯产业化分析 2021年-2035年 2015年-2020年 2013年-2015年 2004年-2013年 实验室研究阶段 早期产业化阶段 产业化快速成长阶段 石墨烯产业化成熟阶段 中高端石墨烯产业化： 石墨烯制备水平较为成熟之后。高质量的石墨烯产品产业化，如石墨烯超级电容等、石墨烯触摸屏、电子器件导电电极等。 特点： 产品下游需求迅速打开，石墨烯产业迅猛发展。石墨烯作为优质材料的特性得到开始得到利用。 实验室石墨烯产品的研制： 如晶体管、调制器、分子传感器、手机触摸屏、量子传感器、石墨烯锂电池、石墨烯散热薄膜、石墨烯超级电容等。 特点： 研究领域石墨烯各种性质、了解其可能的使用 低端石墨烯产业化： 对石墨烯质量要求宽松的产品产业化，如石墨烯锂电池导电添加剂、涂料、导热膜。 、 特点： 市场较小、下游需求逐渐开始打开。石墨烯制备技术尚不要成熟， 主要是石墨烯对传统材料的替代。 石墨烯高端器件及产品产业化： 能发挥石墨烯独特优势的高端器件产业化，如石墨烯太赫兹检测器、生物传感器、海水淡化滤膜、激光发射器等。 特点： 高端新型石墨烯产品走向市场， 石墨烯产业规模达到万亿美元级别。 来源：海通证券研究所 全球主要石墨烯制备企业 来源：Bloomberg，海通证券研究所 全球主要石墨烯器件加工商 来源：Bloomberg，凤凰财经，中关村在线，海通证券研究所 国内石墨烯产业化现状 时间 公司/单位名称 项目名称 2013年11月 常州第六元素材料科技股份有限公司 年产100吨氧化石墨( 烯)、石墨烯粉体生产线投产 2013年12月 上海南江集团将与中科院重庆研究院合作 年产1000万片大面积单层石墨烯薄膜生产线一期项目正式投产 2013年12月 宁波墨西科技有限公司 年产300吨石墨烯规模生产线正式落成投产 2014年6月 云山科技有限公司 年产30吨氧化石墨(烯)、石墨烯粉体生产线投产 目前，我国先后成立了大大小小几十家石墨烯的相关企业，有一部分公司已经公告规模化生产线投产的消息。 表：国内部分已具备产能的企业，截止14年7月底 其他部分石墨烯生产企业： 石墨烯研究机构： 中科院金属所、中科院宁波所、中科院山西煤化所、中科院微系统所、国家纳米科学中心、复旦大学、清华大学、西北工业大学、华侨大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、天津大学、青岛大学等 济宁利特纳米技术、鸿纳（东莞）新材料、厦门凯纳石墨烯、银基烯碳新材料、北京生美鸿业科技、杭州蓝格丰纳米、苏州高通新材料、常州二维碳素、彭碳科技、济南墨希、山东玉皇新能源等。 石墨 氧化石墨 石墨烯 碳源气 石墨烯悬浮液 石墨烯导电膜 氧化石墨烯水溶胶 改性石墨烯 杂化材料 复合材料 氧化石墨烯纤维 石墨烯活性纤维 氧化石墨烯膜 韧性高强复合纸 氧化石墨烯/模板剂复合物 石墨烯多孔泡沫 ① 热管（散热）材料 ② 太阳能透明薄膜电极 ① 结构增强材料 ② 阻燃/密封材料 炭/炭复合纸 化学插层 热膨胀 超声剥离 纳米组装 化学/热还原 超声分散 化学还原 纳米组装 树脂/沥青浸渍 气相沉积 非金属掺杂 纳米颗粒负载 不同基体复合 炭化 炭化 纺丝 模块组装/发泡 石墨化 叠合热压炭化 ① 分子探测传感器 ② 光敏/分光材料 ① 柔性储能器件 ② 隔热材料 ③ 环保吸附材料 ① 燃料电池质子扩散层 ② 电磁屏蔽 ③ 抗静电材料 ④ 结构功能一体化材料 Source：山西煤化所石墨烯与新能源材料研究组 石墨烯未来发展趋势及潜在应用 宁波石墨烯产业技术路线 来源：宁波市石墨烯技术创新和产业发展中长期规划（2014-2023） 宁波石墨烯产业化重点部署项目 项目名称 总投资 年产值 承担企业 在建 千吨级石墨烯粉体生产线建设项目 2亿 10亿 宁波墨西科技有限公司等 拟建 万吨级石墨烯粉体生产线建设项目 5亿 50亿 宁波墨西科技有限公司等 石墨烯锂离子电池生产项目 5亿 30亿 宁波维科电池股份有限公司等 电动汽车用动力锂电池生产项目 5亿 50亿 中宇锂电能源股份有限公司、浙江佳贝思绿色能源有限公司等 石墨烯超级电容器生产项目 5亿 50亿 宁波南车新能源科技有限公司 千吨级石墨烯防腐涂料生产项目 2亿 10亿 宁波飞轮造漆有限责任公司等 民用化百吨级石墨烯碳纤维复合材料生产项目 5亿 20亿 浙江泰先新材料股份有限公司等 5百万平米石墨烯导热膜生产项目 5亿 20亿 宁波墨西科技有限公司等 类石墨烯热增强剂及导热塑料生产项目 2亿 10亿 宁波信远石墨有限公司 万吨级石墨烯导热塑料母粒生产项目 5亿 50亿 规划建设 电动汽车整车制造项目 20亿 100亿 城市电车整车制造生产线项目 50亿 200亿 新一代高性能合金材料生产项目 20亿 100亿 轻量化国防装备生产项目 20亿 100亿 新一代新型显示器项目 5亿 50亿 新一代绿色小家电生产制造项目 10亿 100亿 来源：宁波市石墨烯技术创新和产业发展中长期规划（2014-2023） 微信公众号：xincailiaozaixian 新浪微博：新材料在线官微 Email: service@xincailiao.com 官方微博 新材料在线® 免责声明 新材料在线® 版权声明 1.本文仅代表作者本人观点，新材料在线®对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或 完整性提供任何明示或暗示的保证。本报告内容及观点也不构成任何投资建议，报告中所引用信息均来自公开资料，请读者仅作参考，并请自行承担全部责任。 2.本文部分数据、图表或其他内容来源于网络或其他公开资