新材料
本文将会围绕石墨烯的概念,产业链结构,市场的应用及石墨烯目前面临的几大问题进行讲解。
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,碳原子之间相互连接成六角网格。铅笔里用的石墨就相当于无数层石墨烯叠在一起。
2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,在实验中成功地从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯之最
石墨烯的制备
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)。
广泛的应用
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。
2018-2023年年均复合增长率为47.1%。
2023年,石墨烯市场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。
自2011年起,全球石墨烯专利申请呈爆发式增长:2004年关于全球石墨烯的制造与应用的发明只有33项,而截至2013年则超过5000项。
石墨烯的制造与应用相关专利申请量TOP10的公司集中在美国、韩国、中国,三国申请量占全球申请总量约85%。
中国石墨烯相关专利主要集中在以下五个应用领域:储能器件、透明电极、复合材料、生物医药和其他电子器件领域。
石墨烯制备企业
石墨烯器件加工企业
石墨烯产品的终端用户
国内主要科研机构
欧盟就石墨烯在光子和电子领域的项目开发提出了未来的蓝图,其预计透明导电膜应用将最先实现产业化。
石墨烯的产业化蓝图
石墨烯产业化障碍
1、技术问题
●目前没有找到获得大面积单晶石墨烯的工业合成法。
●未确立获得带隙的方法。
2、市场问题
●下游产业链尚未形成,目前还处于前期专利布局期。
●目前石墨烯产量、质量及成本问题并未获得下游应用市场的认可。
3、价格问题
●由于无法量产,石墨烯制备成本一直居高不下。
目前,石墨烯产业正处于概念导入期
1、2004~2013 实验室研究阶段
实验室石墨烯产品的研制:
晶体管、调制器、传感器、手机触摸屏、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。
2、2013~2015 早期产业化阶段
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。
3、2015~2020年产业化快速成长阶段
中高端石墨烯产业化:
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、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。
六、石墨烯相关上市公司
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