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石墨烯行业调研报告

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散热材料发展趋势

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




石墨烯的特性

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




目前，石墨烯主要应用于电子材料（透明导光板、电极材料、芯片材料）、散热材料、环保监测和生物医学

等领域。

Source：《石墨烯——“神奇材料”介绍与应用前景》，国海证券研究所

石墨烯潜在应用领域




Source：国海证券研究所

石墨烯的制备技术分析

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）。




Source：国海证券研究所

主要国家、地区石墨烯研究进展

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。




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

全球石墨烯专利申请数量的年度分布备注：2013年为不完全统计

2009年以来，全球石墨烯相关专利申请数量每年都翻1番。




石墨烯专利受理量居前10的国家/地区



中国申请的石墨烯相关专利排名世界第1位。





石墨烯技术重要专利申请人





石墨烯产业链分析

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）




Source：IDTechEx

石墨烯市场分析

2014-2019年全球石墨烯应用市场趋势及规模预测（单位：百万美元）

IDTechEx最新报告预测，全球石墨烯材料市场在2024年将超过3.9亿美元，比2014年的2000万美

元增长近20倍




石墨烯市场分析

Source: Future Markets




国外企业产业化进展

苹果三星 IBM 诺基亚东芝有两项美国专利

申请与石墨烯有关

2010合作研发出了30英寸的石墨烯片发布了通道层使用石墨烯的高速动作型RF电路用FET

2012研发出了新的三端器件

2014研发成功了一种能够以更大规模加速石墨烯商用的合成技术，可以让单晶石墨烯在更大面积上保持导电性和机械性

美国专利商标局的信息显示，三星拥有38项专利申请，其中至少17项在发明概要中提到了“石墨烯”

2008开发了第一个石墨烯晶体管

2010发布了栅长240nm、截止频率230GHz 的石墨烯FET

2011研制了首款石墨烯圆片制成的集成电路

2012利用单层石墨烯制成了透明电极的OLED元件

2014首个多级石墨烯射频接收器

2012 年8 月获得了采用了石墨烯的光传感器专利

2013 年6 月11

日诺基亚获得了关于采用石墨烯层打造摄像头传感器作用于照片

传感的专利

实现石墨烯与银纳米线复合透明电极的大面积化




部分国内石墨烯企业研发及产业化状况

公司产业化状况烯碳新材公司对石墨烯的研发处于国内前列。下属烯碳新材料研究院主要研究方向包括超高纯石墨、

石墨烯纳米碳材料等，技术合作院校包括清华大学、上海交通大学

乐通股份公司与宁波墨西科技有限公司签署过《石墨烯油墨项目合作协议》，双方组建合资公司从事石墨烯油墨的研发和生产

华丽家族公司控股股东南江集团参股公司宁波墨西科技，正在建设世界上第一条量产石墨烯生产线。

金路集团公司与中国科学院金属研究所在辽宁省沈阳市签订了《技术开发合同》，双方同意在石墨烯研发及产业化方面展开平等互利的合作

中国宝安公司参股深圳贝特瑞新能源材料公司，贝特瑞拥有年产能3000吨的黑龙江鸡西石墨矿，进行石墨烯的研发和产业化攻关

方大炭素公司建设全球最大的特种石墨生产基地，针状焦及超高功率石墨电极的综合产能位居全球炭素企业首位。

墨西科技在石墨烯规模化制备技术方面取得了突破性进展，将石墨烯的制造成本从每克5000元降至每克3 元

中钢吉炭公司是国内最大的石墨制品生产企业，具有15万吨以上的炭素制品年产能。

中泰化学公司控股厦门凯纳石墨烯技术有限公司，厦门凯纳是国内首批从事石墨烯、石墨烯微片生产研发的新兴专业化高科技企业

二维碳素年产3 万平方米石墨烯透明导电薄膜生产线将投产

新碳高科 2013 年4 月宣布成功研制生产出柔性石墨烯散热薄膜，能帮助现有笔记本电脑、智能手机、ＬＥＤ显示屏等大大提高散热性能

来源：网络，未经新材料在线实地考察




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：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



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