石墨烯行业龙头应用于哪些行业

2017年中盘点:石墨烯行业20大新闻
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,自2004年被发现以来,就因其神奇的特性而被誉为21世纪最有可能改变世界的新材料。虽然石墨烯从本质上来说就是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料,但其潜在应用极为广泛,从抗菌、淡化海水、制作太阳能电池到集成电路电子器件等。近几年国内众多企业和科研机构在石墨烯领域取得了丰硕的研究成果,促进了石墨烯的产业化发展。
接下来请跟随小编一起来看看2017年上半年石墨烯行业内发生的这20大新闻事件吧!(更多石墨烯干货内容,尽在新材料在线APP材料百科版块)
米级单晶石墨烯在铜基底上的超快生长技术取得突破!
近日,韩国基础科学研究院的丁峰教授和Rodney Ruoff教授与北京大学刘开辉教授合作,报道了大尺寸单层单晶石墨烯的合成的最新研究成果。这项最新技术实现了石墨烯的飞跃!可以在仅仅20分钟内制造几乎完美(& 99.9%对齐)的5×50cm2的单晶石墨烯薄膜。此外,与其它商业化生产的低品质多晶石墨烯薄膜相比,该技术的低生产成本可以扩大其应用。该研究成果发表在了近期的《Science Bulletin》杂志上。该技术有望大大促进石墨烯柔性薄膜相关的应用。
重磅!石墨烯可制备水解制氢催化剂,有望替代铂!
有消息称莱斯大学和休斯敦大学的科学家合作开发了一种新型的单相催化剂,可以大大简化水分解成氢气和氧气的过程以产生清洁能源。该催化电解膜是由金属镍、石墨烯和铁、锰、磷化合物组成的三层结构。泡沫状的镍给予膜大的表面积,可导电石墨烯保护镍不会降解,金属磷化物进行反应。该研究成果发表在了近期的《Nano Energy》杂志上。
苏州纳米所突破快速批量制备高质量石墨烯薄膜技术!
苏州纳米所刘立伟研究员课题组和苏州格瑞丰纳米科技有限公司合作,提出了通过构建一个基于分子热运动的静态常压CVD(SAPCVD)系统,实现了快速批量制备高质量石墨烯。实验结果证明SAPCVD系统能够同时在20层铜衬底上批量化制备光学均匀的石墨烯,其生长速率达到1.5 um/s。
2017世界石墨烯创新大会将在常州举行
2017世界石墨烯创新大会7月5日—7日在常州举行。大会以“创新谋发展、共赢碳时代”为主题,举办主峰会和石墨烯制备技术分论坛、新能源应用分论坛、热管理应用分论坛、复合材料应用分论坛、常州大学专场等5场分论坛。大会期间同期举办常州石墨烯企业与央企对接会、石墨烯指数发布暨常州石墨烯小镇推介会。常州被誉为“东方碳谷”,是我国石墨烯产业高地,目前已集聚石墨烯相关企业超100家,相关产业产值超20亿元,形成了涵盖石墨烯设备研发、原料制备与应用研究、产品生产、下游应用等贯通石墨烯产业的完整产业链。
宁波材料所利用石墨烯研制出千瓦级铝空气电池!
宁波材料所成功研制出基于石墨烯空气阴极的千瓦级铝空气电池发电系统,该电池系统能量密度高达510 Wh/kg、容量20 kWh、输出功率1000 W。通过实际演示显示该电池系统可同时为一台电视机、一台电脑、一台电风扇以及10个60W照明灯泡同时供电,初步验证了该铝空气电池系统的发电供电能力。据了解,研究团队正在积极设计开发用于通讯基站备用电源和电动汽车增程器的5kW级大功率铝空气电池系统。
浙大高超团队高导热超柔性石墨烯膜获新突破
浙江大学高分子系高超团队研发出一种高导热超柔性石墨烯组装膜,导热率最高达到2053W/mK(瓦特/米开),接近理想单层石墨烯导热率的40%,创造宏观材料导热率的新纪录;同时该材料由微褶皱化大片石墨烯组装而成,具有超柔性,可被反复折叠6000次,承受弯曲十万次。文章发表在日的《先进材料》杂志上。
莱斯大学:石墨烯-碳纳米管混合电极可将锂电池容量提升3倍,抑制锂枝晶形成!
莱斯大学的研究人员创建了一种基于石墨烯和碳纳米管混合物的可充电锂电池,其容量是目前商业锂离子电池容量的三倍。这主要归功于他们解决了长久以来困扰锂电池的性能提升的“锂枝晶”问题。该电池将金属锂涂覆在石墨烯/碳纳米管复合材料上作为负极。该负极材料的容量达到了储存锂金属的理论最大值,可达3351mAh/g,同时还避免了锂枝晶的形成。该研究成果发表在了最新的《ACSNano》杂志上。
只需700℃,乙烯可一步变身石墨烯!
通过将乙烯分阶段加热到比以前尝试的温度稍高于700摄氏度的温度 - 研究人员在铑催化剂基底上制造了纯的石墨烯层。逐步加热和更高的温度克服了以前从碳氢化合物前体直接生产石墨烯的遇到的问题和挑战。这项成果被作为封面文章刊登在了5月4日的《Journal of Physical Chemistry C》上。该研究受到了美国空军科学研究办公室和美国能源部基础能源科学办公室的支持。
《Nature》重磅:二维铁磁性氧化石墨烯,将开创全新科研领域!
2017年4月,美国Lawrence Berkeley国家实验室的研究人员已经成功证明了二维(2D)层状晶体包括石墨烯和硫化钼,他们可以展现材料本身的铁磁性。研究小组不仅证实了这些材料的存在,而且他们还可以高度控制材料的铁磁性。这项发现对于实际应用有着深刻的影响,包括磁传感器和正在发展的电子信息编码技术。
科学家首次”看到“石墨烯中电子的运动!
澳大利亚墨尔本大学的研究人员在全球范围内首次以图像形式揭示了电子在二维石墨烯材料中移动的方式,这对于研发下一代电子产品意义重大。该技术可实现单原子厚度的材料中的电子的移动行为进行成像,克服了现有的研究超薄材料的器件中的电流的方法的诸多限制。该团队使用了一种特殊的量子探针,其基于仅在钻石中发现的原子尺寸的“颜色中心”来对石墨烯中的电流进行成像。这项发现有助于研究人员揭示由石墨烯及其他二维材料制备的量子计算设备中电流的微观行为。
《Nature》头条!石墨烯化身“复印机”种植半导体器件
麻省理工学院工程师开发出一种新技术可以大大降低生产晶圆的总体成本,在此基础上,未来的半导体器件可能由比传统的硅材料性能更好、超乎寻常的非硅半导体材料制成。该新技术使用单层碳原子材料石墨烯作为一种“复印机”,将复杂的晶体图案从下面的半导体晶圆转移到相同材料的顶层。工程师们设定了精准控制的程序,将单片石墨烯放在昂贵的晶圆上,然后,在石墨烯层上生长半导体材料。他们发现,石墨烯足够薄到使其看起来不可见,可以从顶层透过石墨烯看到底层的晶圆,从而不受石墨烯的影响而印刷图案。同时,石墨烯也够“滑”,不容易粘附到其他材料上,使得工程师能够在其结构被印刷之后从晶圆上简单地剥离石墨烯上面的半导体层。该成果发表在了日的《Nature》上。
北京石墨烯产业创新中心正式成立,打造全球一流的研发与产业孵化中心!
日,北京石墨烯产业创新中心授牌仪式在中国航发航材院举行。北京石墨烯创新中心的总体目标是:成为“全球一流的石墨烯复合技术研究及产业孵化中心”。到2020年,将重点推进三大任务:一是瞄准国家重大需求,突破石墨烯应用材料复合化共性技术,实现现有材料升级换代,获得7个以上国际领先的石墨烯杀手锏应用。二是解决石墨烯批量化制备及应用的通用技术,实现100吨石墨烯低成本制备和应用,形成千亿级产业核心。三是瞄准国际前沿,掌握石墨烯颠覆性技术,推进10个“中国发明,世界第一”的石墨烯前沿技术,形成100份国际专利和国际标准,拥有一支具有国际视野的百人队伍。
CVD法制备石墨烯清洁无损转移难题攻克,高端应用迎来曙光!
金属所沈阳材料科学国家(联合)实验室先进炭材料研究部石墨烯研究组发展了一种以小分子松香作为转移介质的转移方法,实现了大面积石墨烯的洁净、无损转移。相比于传统使用的PMMA等高分子转移介质,小分子松香树脂不仅易溶于多种有机溶剂,与石墨烯的相互作用弱得多,而且可以形成足够强度的薄膜以起到在转移过程中支撑石墨烯的作用。
剑桥研发出石墨烯导电油墨制备新技术,高效低成本100%转化率!
剑桥大学石墨烯中心的研究人员,发明了一种生产高浓度、高品质导电性水基石墨烯油墨的新方法。这种新方法在微流化工艺中使用超高剪切力将石墨剥离成石墨烯薄片,可以将原石墨材料100%地转化成可用于导电油墨的石墨烯薄片,从而减去离心步骤,减少了产生过程耗费的时间。该研究已经被发表在了《ACS Nano》期刊上。
可循环使用3万次以上 碳世纪发布石墨烯锂离子5号充电电池
日,碳世纪发布全球首款石墨烯锂离子充电电池烯储霸王是标准5号电池,直径为14.5mm,高度50mm。5号电池在很多小电器和数码产品中广泛使用,为家庭必备电池,此后还将推出7号电池。与普通充电的镍氢电池相比,在正确的充放电条件下,循环寿命高达30000次。
四川省经信委印发了《四川省石墨烯等先进碳材料产业发展指南()》
日,四川省经信委印发了《四川省石墨烯等先进碳材料产业发展指南()》,根据《指南》到2020年,四川省培育或引进石墨烯及配套企业达到30家、年销售收入上亿元企业5家以上,拥有国内领先和行业竞争力的龙头企业1-2家,建成国家级研发中心1个、石墨烯创新和应用产业园3-5个、石墨烯制造基地2-3个,形成从天然石墨采选、纯化及高纯化、深加工、石墨及石墨烯等先进碳材料到相关应用领域的完整产业链。到2025年,培育和引进年销售收入超50亿元的石墨烯企业2家以上、超10亿元的企业5家以上,培育具有国际竞争力的石墨烯企业2-3家,建成2-3个国内具有较大影响力的石墨烯等先进碳材料研发和产业化基地,石墨烯创新和应用产业园增加到10个,石墨烯等先进碳材料产业技术创新、产业化能力和综合竞争能力达到国内先进水平。
石墨烯首次被证实可被应用于制备功能性OLED电极
弗朗霍夫研究院有机电子,电子束和等离子体技术FEP项目负责人Beatrice Beyer博士等人第一次将石墨烯应用于OLED电极。附着 OLED 的电极大小约为 2×1cm(1/2×1/4 英寸),它使用化学气相沉积(CVD)制程,其中甲烷和氢气被泵入真空室中,铜板被加热到摄氏 800 度(华氏 1,472 度)。这两种气体发生化学反应,并当甲烷溶解到铜中时,在表面上形成石墨烯。一旦该层充分形成,使整个设备冷却,施加保护性聚合物片,然后化学蚀刻掉铜以显露纯石墨烯的单原子层。这项研究可能会在触摸屏和更高效的太阳能电池中获得应用。
目标300亿,青岛石墨烯科技创新中心正式获批筹建!
1月4日,青岛市科技局正式批复由高新区筹建“青岛市石墨烯科技创新中心”。据介绍,这是青岛高新区围绕全市“三中心一基地”建设获批的首个科技创新中心,对以石墨烯为引领的战略性新兴产业在胶州湾北岸崛起将起到促进作用。该创新中心计划到2020年,突破共性关键技术50项,新增专利500项,转化科研成果200个,培育年产值过亿元企业3-5家,全市石墨烯产业规模达到300亿。
铝基石墨烯复合材料工业化生产线试生产成功
2017年3月,由江苏中天科技与中科院共同研制的金属(铝)基石墨烯复合材料取得突破性进展。该石墨烯复合材料在保证实现实验室性能数据的前提下,已在工业化连铸连轧生产线上成功试生产,在石墨烯应用于金属领域的发展道路上迈出了关键一步。由中天科技和中科院共同开展的金属基石墨烯复合材料项目,在全球范围内首次成功使用工业化连铸连轧方法。另外,该项目开发的独特石墨烯添加工艺,不仅有效解决了石墨烯与铝之间难以浸润的问题,还实现了石墨烯在连铸连轧过程中的在线添加。
重大发现,科学家成功揭示石墨烯的超导特性!
2017年1月,剑桥大学的研究人员将石墨烯与与镨铈氧化铜(PCCO)材料耦合,激活了石墨烯潜藏的超导特性,这项发现表明石墨烯可用于在超导电路中制造类似晶体管的器件,导致具有基于超导石墨烯的新型分子电子器件的发展。超导体可以实现0电阻传输电流,具有非常广阔的应用潜力,相关成果刊登在了《Nature Communications》期刊上。
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今日搜狐热点宁波石墨烯应用产业成为全国“榜样”
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如果在10年前,提起石墨烯,相信没几个人知道这是什么,因为它在2004年才作为一种新材料单独存在。如今,石墨烯被各个国家的科研机构所推崇,未来可能成为无所不能的&超级材料&。宁
工程师小白(左)手中的就是石墨烯电热薄膜。 记者 乐骁立 摄如果在10年前,提起石墨烯,相信没几个人知道这是什么,因为它在2004年才作为一种新材料单独存在。如今,石墨烯被各个国家的科研机构所推崇,未来可能成为无所不能的&超级材料&。宁波从2008年起一直在引领中国石墨烯产业应用领域的发展。昨天,在宁波举办的石墨烯产业发展论坛上,参会的宁波产业精英向全国的专家、同行展示了宁波石墨烯应用发展的新蓝图。墙上挂的&油画&便能代替传统取暖器作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为&黑金&,是&新材料之王&,科学家甚至预言石墨烯将&彻底改变21世纪&,但如何实现有效应用一直是困扰各个国家的难题。中科院宁波材料所的刘兆平博士从2008年学成归国后,就一直致力于石墨烯应用领域的研究。由他牵头、各方投资的宁波墨西科技有限公司于2013年底建成了首期年产300吨石墨烯生产线,2015年通过技改产能达500吨,并成功进入各个应用领域。&目前,我们的产品将改变供暖、防腐涂料、橡胶塑料等传统行业。&刘兆平介绍。在现场,刘兆平参与的宁波柔碳电子科技团队向记者展示了用于取暖的石墨烯薄膜。从外观上看与普通的塑料膜无异,但其实两层膜之间依附着石墨烯材料。一张IPAD大小的薄膜通电后能在30秒内加热到100℃,10到20张这样的薄膜就能替代一台2000W功率的油汀取暖器。因为膜的厚度仅与头发丝相仿,因此可以藏于装饰画、家具表面。如此一来,以后家中的取暖器就可以作为一幅&画&挂在墙上了。据柔碳团队工程师小白介绍,薄膜上的石墨烯并不是我们传统意义上理解的,从石墨矿晶体中提炼出来的,而是通过将含碳原子的气体有机物如甲烷(CH4)、乙炔(C2H2)等在镍、铜等金属基体上高温分解得来的。因此,纯度高,性能稳定,目前成本也下降到每千克1000元左右,许多企业已经准备使用他们的原料进行取暖设备的生产。而其团队在地暖地板中使用的石墨烯粉体则是从石墨矿晶体中获得的,也是利用石墨烯导热性强的特点,替代传统的地暖。此外,目前全国最大的石墨烯应用领域&&防腐涂料行业中也能看到墨西科技的身影。&将石墨烯与有机涂料按特殊配方融合后,制成防腐辅料,能够耐盐防腐,还能抵抗微生物的附着,我们国家的舰船表面、南方沿海地区的高压线塔、海岛油气储藏基地的油罐、海底线缆表面都可以涂上这种涂料,大大提高防腐性。&刘兆平介绍。此外,加入石墨烯的汽车轮胎将更加耐磨,石墨烯材料的橡胶手套将拥有防静电功能、石墨烯防弹衣性能远超传统产品&& 宁波石墨烯应用产业成为全国&榜样&&除了提升传统行业,石墨烯的应用也将为新产业带来变革。&刘兆平介绍,其中最成功的应用便是中国中车宁波中车新能源科技有限公司研发的石墨烯超级电容器。尽管该产品看起来离我们很远,但利用超级电容器作为动力来源的超级电容公交车却早已走进了宁波人的生活。目前196路、330路等多条公交线路已经使用了超级电容车型。甬字号&电车侠&还得到了世界认可,出口奥地利,驰骋在欧洲大陆。除了超级电容公交,在各类动力电池的研发上,都能发现宁波石墨烯产业参与的身影。吉利汽车与刘兆平团队共同创立了宁波富理电池材料科技有限公司,利用石墨烯的导电性与活性,为吉利的新能源汽车生产电池正极材料。世界最大的负极材料供应商,杉杉新能源也正在为石墨烯负极材料的量产做准备。宁波维科电池股份有限公司所研发的石墨烯手机电池已经实现量产,并装配了30000部手机,等待市场的最终检验。&宁波对石墨烯材料的应用始终走在全国前列,为全国各地的产业发展树立了榜样。&中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春博士表示,能用8年时间量产石墨烯原料,并能够实现石墨烯薄膜的规模化生产,这是一件非常不容易的事。据了解,墨西科技目前已经能生产20厘米宽、千米以上长度的薄膜卷材,生产速度超过每分钟1米,远远超过美国麻省理工学院团队研发的设备。其生产的石墨烯原料,无论纯度、品质都是全球领先。而在宁波落地的石墨烯产业应用专项超过37个,涉及企业百余家,一个千亿级产业蓝图正在徐徐展开。
[责任编辑:罗彬彬]
用微信扫描二维码分享至好友和朋友圈石墨烯,从概念到产业
发稿时间: 08:31:43
  第十五届中国·海峡项目成果交易会日前在福州开幕,以“新烯望、新产业、新动能”为主题的石墨烯主题馆是本届项目成果交易会的中心展馆,汇聚了福建省有关石墨烯的几乎所有科研院所和企业,各家竞相亮出融合这一新材料的拳头产品,很是吸引眼球。
  与此同时,第一届福建省石墨烯高峰论坛也在此期间举行,如何更好、更快地推进这一概念产业化成为主要话题。
  “黑金”“新材料之王”“21世纪的颠覆性新材料”……自发现之日起,石墨烯便吸引了无数科学家与投资者的目光,披上层层光环。这种单层碳原子组成的二维材料是迄今为止世界上已知材料中最薄、强度最大的,具有极好的导电性、导热性和透光性。石墨烯的制备和应用领域日益受到科学界、政府乃至社会公众的广泛关注,有科学家甚至预言它将“彻底改变21世纪”。
  如今,这一被称为“黑金”的二维碳材料正从实验室稳步迈向产业化。
  新材料进入百姓家
  石墨烯LED路灯、服装、储能电池、传感器……在石墨烯主题馆中,记者发现“神奇材料”正从实验室走进百姓生活。
  晋江的兴业皮革与四川大学教授范浩军合作研发出基于石墨烯的高物性牛鞋面革,利用石墨烯的高物性增强皮革耐磨性,属国内外首创。“目前项目还处于小试阶段,未来很有可能投入量产。”兴业皮革运营副总裁孙辉永说。
  而位于杭州的高烯科技则依托浙江大学高分子科学研究所,将高品质单层氧化石墨烯与己内酰胺进行原位聚合,生产出高强度、韧性好、断裂伸长率高、加工性能优越的复合材料。这种材料在纺织服装行业有很广泛的应用前景。目前福建省一些纺织服装企业已经引进这一技术。
  厦门烯成公司带来的“石墨烯净化宝”也引起大家的关注,该产品利用石墨烯具有较大的比表面积的特性,可吸附家居及办公场所的甲醛等有害物质。该公司去年四季度推出这一产品以来,销售额已经超过1000万元。
  成立于2010年的厦门凯纳是国内首家石墨烯企业,其利用机械玻璃法率先在国内推出1~3层的石墨烯粉体,且实现了量产,能满足众多行业对石墨烯原料的需求。如今,企业正向下游应用端的导电材料、轮胎橡胶、防腐蚀涂层等领域挺进。
  根据福建省发改委的调研报告,目前该省已累计申报和拥有石墨烯制备、石墨烯改性材料、石墨烯传感器、石墨烯电极等方面的发明专利77项。“这几年,在一系列产业发展规划和政策的推动下,依托科研机构和院所,福建的石墨烯产业发展迅速,形成了一批在业内有一定知名度的企业,尤其是石墨烯浆料、粉体的制备技术处于先进水平。”福建省石墨烯办有关负责人表示。
  政策利好下产业发展迅速
  据了解,福建省已经制定出了2017年~2025年期间的石墨烯产业发展规划。将“材料制备、复合材料领域、电子信息领域、能源领域、热管领域、环保健康领域、配套产业”等作为七大重点方向。
  我国在石墨烯领域的研究起步较发达国家晚,不过,频繁政策利好下,国内石墨烯兴起研发热潮,文献发表量和专利数量已居全球首位。产业规模上,我国形成了以江苏省为中心,宁波、青岛、重庆、德阳、河北、北京等地活跃分散发展的格局。产业链中,下游公司居多。目前,我国石墨烯产业已经有超过50家的制备及相关应用开发企业,市场竞争也主要集中在石墨烯规模化制备技术以及与下游商业化应用对接两方面。
  据工业和信息化部赛迪研究院原材料工业研究所所长肖劲松介绍,预计2021年~2035年,石墨烯产业将步入成熟阶段,届时将能发挥石墨烯独特优势的高端器件及产品产业化,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、集成电路等。
  不过,作为新兴行业,石墨烯产业化过程汇总仍有诸多不足之处。石墨烯产业链还极为薄弱,没有形成完整的、成熟的产业链上下游,石墨烯研发制备企业和下游应用企业脱节是主要特点。此外,由于下游需求未起,大部分石墨烯企业目前仍无法找到稳定的商业模式和盈利模式。
  遵循发展规律
  石墨烯工业是一个典型的“技术+本钱密集型产业”,需要大量的资金,以供技术研制和市场拓展。
  中国科学院院士、厦门大学石墨烯工程与产业研究院院长田中群指出,一些媒体或者某些相关企业存在炒作嫌疑,有一些上市公司甚至利用石墨烯来作为他们圈钱的途径,导致石墨烯被炒作得有点过热。作为新材料,石墨烯的应用也必须遵循“料材器用”的科学发展规律。
  田中群建议,要立足“原点”,即扎扎实实做好基础研究,针对各类目标产品,对石墨烯原料分别进行相应和系统的改良;形成“特点”,即瞄准“河对岸”高新产业群,选择其中具有产业和市场优势的龙头企业,与它们联手打造优势产品;要冲击“高点”,即明确目标,通过协同创新形成竞争优势后,全力占领有关产业发展的战略制高点。同时,政府扮演的角色不容忽视。选定若干有望形成高新产业集群的科技成果,作为重点扶持发展对象;着力于高端人才的引进。
  据悉,针对当前石墨烯产业上下游“脱节”的问题,福建省各地在推动石墨烯产业链上下游衔接方面已经开始了有益尝试。
  福建省发改委将专项突出石墨烯技术研发和产业发展重点领域,主要支持高校、科研院所和企业立足石墨烯科研成果,开展产业技术研发或新产品开发项目;支持具有核心竞争力、产业带动作用强的石墨烯产业化重大项目。晋江市通过政府主导设立、专业公司运营的方式成立石墨烯产业技术研究院,让石墨烯与当地传统产业有效结合。
责任编辑:千帆
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2017年中国石墨烯的应用领域、市场需求及广阔发展空间预测【图】
& & 一、全球石墨烯相关专利数量近年来呈爆収式增长& &&石墨烯相关专利的申请在上世纪末就已出现,但随名収展较为缓慢。直到 2006 年名,专利申请数量 才开始出现实质性的大幅增长。特别是在安德烈&海姆和康斯坦丁&诺沃肖洛夫因对石墨烯的研究共 吋获得 2010 年诺贝尔物理学奖以名,全球石墨烯专利申请数量开始急剧增长,表明石墨烯相关专利 技术迚入快速収展轨道。 全球石墨烯相关专利数量近年来呈爆収式增长数据来源:公开资料整理& &&二、中国石墨烯产业化进程如火如荼,专利申请量全球最高 & &&中国具备収展石墨烯产业得天独厚的条件。据统计,我国石墨矿储量占世界总储量的 75%,生产量 占世界总产量的 72%,是我国少有的几种具有国际竞争优势的矿产之一。作为石墨资源大国和全球 制造业大国,我国不但在石墨烯研究斱面与国际吋步,而且在石墨烯应用斱面具有巨大的市场空间, 由此成为全球石墨烯行业共吋关注的焦点。& &&截止到 2016年 10月,中国石墨烯技术专利累计数量已经超迆 1 七件, 为全球之首。美国、韩国石墨烯技术专利数量紧随其名,分别为 7589 和 6389 件。目前来看,全球 石墨烯技术专利在数量上已形成中、美、韩三足鼎立的局面。其他国家地区,包括科技强国日本、 德国甚至因石墨烯技术而获得诺贝尔奖的英国,在专利数量上也明显落名于中、美、韩三国。我国石墨烯相关最先优先权专利数量遥遥领先他国数据来源:公开资料整理石墨烯专利在下游应用中主要有复合材料与储能领域数据来源:公开资料整理& &&根据中国石墨烯产业联盟预测,石墨烯在能源装备、交通运输、航空航天、海工装备等产品上有良 好的应用前景。中国石墨烯产业联盟预计,目前全球石墨烯年产能达到百吨级,未来五年到十年将 达到千吨级。到 2020 年,全球石墨烯市场规模将超 1700 亿元,其中中国占比 50%~80%,中国将 在全球石墨烯产业中起到主导和核心作用。联盟预计,到 2020 年,石墨烯产业化规模将取得突破。 其中,新能源行业的锂电池和超级电容市场规模将突破 534 亿元。在电子信息行业的柔性显示和可 穿戴领域,市场规模将突破 267 亿元。在复合材料市场的塑料、橡胶、涂料、导电油墨四领域市场, 规模将突破 372 亿元。在节能环保领域,将突破 90 亿元。& &&在热管理领域,电子产品散热膜、LED 散 热材料、石墨烯収热膜等市场规模将突破 341 亿元。在生物医药领域斱面,石墨烯应用于生物安全、 纳米载药体系、基因治疗、生物监测以及生物成像和诊断斱面,市场规模将突破 91 亿元。 2020 年全球石墨烯下游应用领域预测产值(亿元)数据来源:公开资料整理& &&通迆无氧化或弱氧化的揑层剥离法制备的石墨烯微片,仌可保持良好导电导热性能,其粉体电导率 可达 1000S/cm,相较传统炭黑导电剂材料导电性高出 2 个数量级,因而适用于导电添加剂,应用 于锂离子电池、涂料、油墨、塑料、橡胶等领域。& &&磷酸铁锂作为锂离子动力电池重要正极材料具有价栺低廉、高安全性、循环性能突出等优点;然而 其较低的电子导电率和锂离子扩散速率导致其在大电流充放电时性能较差,当充放电电流密度增大 时,比容量会迅速下降。传统导电剂采用碳黑、乙炔黑,但其密度明显小于磷酸铁锂,材料的添加 吋时伴随磷酸铁锂正极材料能量密度的下降。而石墨烯导电剂的使用可以吋时解决能量密度低和电 子导电率低的问题。石墨烯微片作为导电性极佳的超薄事维碳材料,可以与锂离子电池电极活性材 料颗粒形成事维导电接触,有效形成三维导电网络,仍而显著提高电极导电能力,在取代传统乙炔 黑导电剂斱面有较大市场潜力。 & &&相关报告《》& &&三、石墨烯作为导电剂需求或将快速提升,空间广阔 & &&据中国石墨烯产业技术创新战略联盟估算,到 2018 年石墨烯导电剂在锂电导电材料中的用量占比将 提升至 14%。按照 2014 年国内动力电池正极材料出货量达到 1.7七吨, 年复合增速 40% 估算,2018 年国内石墨烯导电剂浆料市场空间接近 50 亿元。石墨烯导电剂相较碳 纳米管导电剂,石墨烯导电剂价栺 2017 年和 2020 年快速下降,相比较碳纳米管导电剂成本优势明 显,因此随着新能源汽车市场的快速収展,石墨烯导电剂在替代传统导电剂领域尚有广阔的市场空 间。 国内动力电池正极材料出货量高速增长(吨)数据来源:公开资料整理石墨烯导电剂预期价栺变化(美元/千兊)数据来源:公开资料整理& &&四、石墨烯的应用领域分析& &&(1)、涂料领域:& &&1、导电涂料 & &&汽车塑料件喷涂大部分用的是空气喷涂,这种斱法严重浪费涂料,且排放大量挥収性有机化合物, 静电喷涂的新技术可以改善这些缺陷,但是要使用静电喷涂需要先在塑料器件外层喷涂一层导电底 漆,在塑料底材和喷枪之间形成有效的电压场,利于导电涂料均匀覆盖在塑料器件表面。石墨烯颜 色浅,单层的石墨烯甚至呈透明,导电性高 1~2 个数量级,相对于炭黑是更理想的导电涂料。 & &&2、防腐涂料 & &&全世界每年因腐蚀造成的经济损失约为 7,000~10,000 亿美元,在我国这一损失约为 8,000 亿元,防 腐蚀对于减小损失有重大意义。石墨烯具有事维片层结构和高比表面积,层层叠加形成致密的物理 隔绝层,作为添加剂加入到防腐涂料中可使防腐性能超迆现在的重防腐涂料,可应用于海洋工程、 交通运输、大型工业设备等领域。除此之外,石墨烯还能赋予涂料韧性好、附着力强、耐水性好、 硬度高、化学性能稳定的特点,提升了涂料的综合性能, 2015 年 2 月,第六元素展 示了镀锌石墨烯防腐蚀底漆,目标用于海上风力収电塔,价栺与富锌环氧底漆也具有竞争性。 防腐涂料中石墨烯含量对涂料性质的影响 数据来源:公开资料整理& &&当前我国常见防腐涂料产量年均复合增长率在 40%左右,重防腐涂料产量年均复合增长率在 18%左 右。由于重防腐涂料应用面广,行业地位极其重要,对节能减排也有重要意义,国家鼓励幵支持重 防腐涂料技术研収、生产,预计未来 5 年部分常觃防腐涂料生产能力将转向重防腐涂料,再加上基 数的提高,常觃防腐涂料产量增长速度将下降至 15%~20%,而重防腐涂料产量增长速度将保持在 15%以上。2015 年我国常觃防腐涂料、重防腐涂料产量将分别达到 300 七吨和 150 七吨左右,防 腐涂料总产量达到 450 七吨左右;预计到 2017 年防腐涂料总产量或达到 600 七吨。我国防腐涂料产量快速增长数据来源:公开资料整理& &&3、导电油墨:& &&导电油墨是用导电材料制成的油墨,具有一定程度导电质,可作为印刷导电点或导电线路之用。将近年来在手机、玩具、薄膜开关、太阳能电池、进红外収热膜以及射频识别技术等行业中应用越来 越广泛。迆去数十年来,导电油墨最大的下游是太阳能电池以及显示器件。未来包括触摸传感器及 其电极、RFID 以及电子纸张的应用也将吋时保持增长。 & &&石墨烯导电油墨强大优势,収展前景看好。导电油墨属于填充型复合材料,是印刷与烧结处理名具 有导电性能的油墨。石墨烯应用在油墨的优势主要有两点:一是兼容性强,石墨烯油墨可在塑料薄 膜、纸张及金属箔片等多种基材上实现印刷;事是性价比高,与现有的纳米金属(如纳米银粉、纳米 铜粉等)导电油墨相比,石墨烯油墨具有较大的成本优势(石墨烯导电油墨成本较纳米银可降低 30% 以上) 。 & &&由于石墨烯的良好性能,其制成的油墨具有电阷小、导电性强以及光学透明性高等特点,在各类导电线路以及传感器、无线射频识别系统、智能包装、医学监视器等电子产品中有广泛应用。2015 年导电油墨的产量也已达到 80 七吨,预计到 2020 年导电油墨产量将达到 130 七吨,随着石墨烯的生产技术成熟、成本降低,石墨烯导电油墨将逐渐占据市场仹额。预计到 2020 年导电油墨领域石墨烯应用市场规模达到 2 亿元。 25 未来几年中国导电油墨产量快速增长(七吨)数据来源:公开资料整理
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