2016年中国石墨烯行业发展现状、发展方向及发展前景分析【图】

    石墨烯也是国家政策重点鼓励的前沿新材料行业，行业整体刚从导入期进入成长期。《中国制造2025》也将石墨烯材料作为前沿新材料领域的发展重点，提出了10年的发展目标和路线图。预计到2020年,石墨烯全球市场规模将达到1.49亿美元，2014-2020年复合增长率超过40%，在国内有望催生产业规模千亿元。石墨烯集多种优异特性于一身，已远非石墨可比，如高比表面积、高导电性、高机械强度等，同时石墨烯还具有易修饰及可大规模生产等特点。正是由于石墨烯具有很多令现有材料望尘莫及的特性，所以其应用领域非常广泛，应用前景非常广阔。

    一、石墨烯的发展领域及发展方向分析

石墨烯的独特性能及潜在应用

    石墨烯最早使用机械剥离的方法得到以来，已经开发出众多石墨烯制备方法。目前，化学气相合成法、外延生长法、氧化还原法较为常见，上述方法的制备成本、质量和引用领域各不相同。

    不同方法制备石墨烯成本、质量、适用领域不同

机械剥离法

    微机械剥离法可以制备出高质量石墨烯，但不能满足工业化、规模化的生产要求。化学气相沉积法（CVD法）：指反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。外延生长法：SiC外延法可得到单层或少数层较为理想的石墨烯，但是成本较高。氧化还原法成本低廉，但是可能降低石墨烯属性，还会造成环境污染。

石墨烯制备方法优劣对比

    二、石墨烯具备广阔的下游应用潜力

    国内外政策扶持力度大石墨烯潜在应用领域广阔，众多行业都可以使用石墨烯提升现有材料、设备性能。石墨烯在不同下游应用的技术成熟度和渗透率各有不同。

石墨烯潜以应用领域

    2014年2月初，欧盟未来新兴技术(FET)石墨烯旗舰计划发布了首份招标公告和科技路线图明确了石墨烯旗舰的研究项目。路线图鉴定了11个科技主题，它们分别是：基础科学、健康和环境、生产、电子器件、自旋电子学、光电子和光电子学、传感器、柔性电子，能量转换和存储、复合材料和生物医学设备。

欧盟石墨烯旗舰计划科技路线图

    2015年10月30日，工信部发布《中国制造2025》重点领域技术路线图，路线图指出，石墨烯材料作为前沿新材料领域的发展重点，提出了10年的发展目标和路线图。《中国制造2025》指出石墨烯材料集多种优异性能于一体，是主导未来高科技竞争的超级材料，广泛应用于电子信息、新能源、航空航天以及柔性电子等领域，可极大推动相关产业的快速发展和升级换代，市场前景巨大，有望催生产业规模千亿元。而根据中国石墨烯产业技术创新战略联盟发布的《2015全球石墨烯产业研究报告》显示，预计到2020年,石墨烯全球市场规模将达到1.49亿美元，20142020年复合增长率是超过40%。

    中国石墨烯材料重点发展方向

    2011年，英国宣布投入5000万英镑支持石墨烯研究，包括建立总投资达6100万英镑的国家石墨烯研究院；2012年12月，英国政府增拨2150万英镑用以资助石墨烯材料应用领域的研究；2013年英国政府联合欧洲研究与发展基金会共同出资6100万英镑在曼彻斯特大学成立国家石墨烯研究院2014年，英国政府联合马斯达尔公司宣布继续投资6000万英镑在曼彻斯特大学成立石墨烯工程创新中心，维持英国在石墨烯及其他二维材料方面的世界领先地位。

世界主要国家对石墨烯领域的投入和政策扶持

    二、我国石墨烯的发展现状分析

    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，国内石墨烯产业制 备技术和应用技术均取得了长足发。国家在“十二五”规划中间明确将新材料 列为重要的战略新兴产业；国家自然科学基金委员会已经陆续拨款超过 3 亿元 资助石墨烯相关项目；国家引导石墨烯产业成立了中国石墨烯产业技术创新战 略联盟，联盟成员已达 53 家，6 位联盟常务理事单位分别对石墨烯技术路线、 标准战略、专利布局、国际合作和产业促进进行支持和合理引导。

中国石墨烯材料主要支持政策

    2015 年 5 月，国家金融信息中心指数研究院发布了全球首个石墨烯指数指数评 价结果显示，我国全球石墨烯产业综合发展实力位列全球第 3 位（前 2 位分别 为美国和日本）。 2.3 国内石墨烯正处于产业化加速发展阶段石墨烯制备工艺日趋成熟、成本下降，推动下游应用加速 石墨烯制备工艺日趋成熟。目前主要有四种制备方法，其中 CVD 法 是目前石墨烯薄膜制备的最优方法，但不能制备粉体，且成本较高； 氧化还原法可以实现低成本规模化制备石墨烯，但缺点在于氧化过程 中引入的含氧官能团很难全部还原，残留的官能团使得石墨烯含有较 多缺陷，导电性一般，无法用于对导电性能要求较高的领域得到应用。 石墨烯材料价格稳步下降，利好其规模化应用。目前市面上石墨烯粉 体的价格较低的在 1 元/g 以下，过去 5 年价格降幅巨大。价格的大幅 下降有利于下游的规模化应用。

石墨烯粉末的市场价格正在快速下降 （ 美元 / 千克 ）

    相关报告：智研咨询发布的《2017-2022年中国石墨烯市场分析预测及发展趋势研究报告》

    我国石墨烯研发领先，有望率先在复合材料、储能领域打开市场。我国石墨烯 专利申请全球第一，达 6714 件。石墨烯应用领域专利 5086 件，其中专利申请 量较多的主要有储能（锂离子电池、超级电容器、太阳能等），专利申请量 1432 件，占总申请量的 28%；复合材料（催化剂、导电/导热材料、吸波材料 等），专利申请量 1675 件，占总申请量的 33%。

全球石墨烯专利数量对比

我国石墨烯应用专利分布情况

    在相关政策扶持和资本助力下，各地区相继成立了石墨烯产业园、石墨烯产业 应用示范基地等石墨烯产业聚集区。国内主要的产业基地有常州、青岛、重庆、厦门等。

国内石墨烯产聚集区域代表公司

    石墨烯薄膜在电子设备触控屏上的应用放量在即 目前消费电子触摸屏导电膜的主流材料仍然是 ITO，现在智能设备快速增 长为石墨烯替代 ITO 打开了市场空间，替代性需求巨大。目前市场上 ITO(氧化铟锡材料)的替代材料主要包括金属网格和纳米银线，在国内占比 分别为 10%和 1.6%，而石墨烯膜的存量则小于 1%，但石墨烯膜在柔软和 弯折性能上较 ITO、金属网格和纳米银线优势明显，随着石墨烯薄膜的成 本下降，未来是最有望取代 ITO的方案。 2015 年石墨烯薄膜的市场规模约为 1.5 亿元左右，预计到 2020 年，我国 石墨烯薄膜的市场规模将达 140亿元左右，未来五年增速约为 150%。