中国石墨烯行业发展报告
材料界一哥—— 石墨烯(五大应用领域)
材料界“网红一哥”——石墨烯5大应用领域，产业浪潮开启看点：应用领域不断拓展，石墨烯大规模产业化即将开始。
石墨烯属于二维碳纳米材料，具有优秀的力学特性和超强导电性导热性等出色的材料特性，其下游应用主要涵盖基础学科、新能源电池、柔性显示屏、传感器及复合材料等领域。
石墨烯的大规模商业应用方向主要分为粉体和薄膜，其中石墨烯粉体目前主要用于新能源、防腐涂料等领域，石墨烯薄膜主要应用于柔性显示和传感器等领域，其中来自新能源的需求超过 70%。
全球石墨烯行业市场规模呈稳步增长态势。
预计到 2020 年末，全球和国内石墨烯行业市场规模分别为 95 亿美元和 200 亿元，中国石墨烯市场规模约占全球石墨烯总市场规模的 30%，并有逐年提高的趋势。
本期的智能内参，我们推荐国信证券的研究报告，揭秘石墨烯的性能特点、产业链概况、下游需求和国内外行业现状。
本期内参来源：国信证券1性能强大的新材料之王石墨烯是 2004 年用微机械剥离法从石墨中分离出的一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，英文名为 Graphene，为一层碳原子构成的二维晶体。
石墨烯与其他有机高分子材料相比，有比较独特的原子结构和力学特性。
石墨烯的理论杨氏模量达 1.0TPa，固有的拉伸强度为 130Gpa，是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，被誉为“新材料之王”、“黑金”。
▲典型的石墨烯结构图▲ 单层石墨烯是其他碳材料的基本元素石墨烯按照层数可分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。
按照功能化形式可以分为氧化石墨烯、氢化石墨烯、氟化石墨烯等。
按照外在形态、又可分为片、膜、量子点、纳米带或三维状等。
▲石墨烯分类石墨烯具有超强导电性、良好的热传导性、良好的透光性、溶解性、渗透率、高柔性和高强度等出色的材料特性。
它的的应用领域非常广泛，主要集中在基础学科、新能源电池、柔性显示屏、传感器及复合材料等领域。
石墨烯产业化：蓄势待发
石墨烯产业化：蓄势待发作者：吴志刚来源：《中关村》2021年第11期6年前，当人们听到石墨烯三个字的时候几乎是一脸茫然的，不知道它到底是干什么的。
如今，提到石墨烯，大多都知道是一款神奇的碳材料，有时候还甚至在问，现在到底火不火了？香不香了？如果把时光倒流6年，2015年被称为中国石墨烯元年。
彼时石墨烯材料在中国“红的发紫”，石墨烯概念被众多企业热捧，该材料被认为可以代替晶体硅，应用于移动设备、航空航天、新能源及电池领域等。
6年后的今天，中国石墨烯发展已走向产业化发展的道路，不过也仍在产业化的道路上破解着一个又一个研发难题。
前途是光明的，道路是曲折的，石墨烯产业化前景可期，也更需要社会各界的共同努力。
石墨烯是一种由碳原子以sp杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
具有高导电性、高强度和超轻薄等特性，在电子、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域具有巨大的应用潜力，被认为是一种未来革命性的材料。
石墨烯原本就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。
1毫米厚的石墨大约包含300万层石墨烯。
铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹可能就是几层石墨烯——它是由一层碳原子以六角形蜂巢结构周期性紧密堆积构成的二维碳材料。
石墨烯具有很多神奇性能，因此号称“新材料之王”：它是最薄的材料，因为它仅有一个原子层;它是强度最大的材料，理论上强度比钢强韧200倍;它是导电性最好的材料，电导率是银的1.6倍;它是导热性最好的材料，热导率是铜的13倍。
由于石墨烯的电子移动速度极快，又轻又薄又结实，机械强度特别高，再加上它是透明、电阻率极低、良好的导体，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件、甚至芯片;也适合用来制造透明触控（可折叠的）屏幕或光板、甚至太阳能电池;并可用来做汽车或航空的材料;在军事上的用途更广，比如防弹衣，又比如航母弹射器管道中的润滑层（现在都是用特种润滑油，当滑块高速运动时，会摩擦产生高温，润滑油会变质、甚至蒸发，以致磨损滑块）。
全球石墨产业供需现状分析
全球石墨产业供需现状分析一、石墨的分类及应用领域石墨被国际公认为是“21世纪支撑高新技术发展的战略资源”。
欧盟等国家根据经济重要性和供应风险将石墨列入关键矿产名单，我国2016年将晶质石墨确定为战略性矿产，工业和信息化部将石墨烯入选为2019年工业强基工程“一条龙”应用计划。
未来天然石墨将被广泛地应用到高新技术领域，成为支撑高新技术发展的重要战略资源，对国家未来发展具有重要的战略意义。
石墨是工业体系中多个产业部门的基础性原料，对工业发展有重要作用，世界石墨的消费结构以制造耐火材料和铸造为主，石墨烯材料和高纯石墨、球形石墨、膨胀石墨等高端材料在新能源汽车、储能和环保等战略性新兴产业领域逐年迅速增长。
二、全球石墨行业市场现状分析全球石墨资源分布广泛又相对集中。
2012年，全球石墨储量为7680万吨，随着石墨在战略性新兴产业的应用不断提升，各国加大了石墨的勘查投入，到2019年全球石墨储量增至30000万吨，相比2012年增加了2.91倍。
2012年，全球石墨产量117万吨；2019年，全球石墨产量增至167.65万吨。
近年来，全球石墨勘查热度持续，石墨储量不断增加，天然石墨储采比呈持续快速增长的趋势。
中国是世界第一大石墨生产国，据统计，2019年中国石墨产量为125万吨，占比全球产量74.6%；莫桑比克2019年石墨产量为10万吨，居世界第二，占比全球产量6%，其巴拉马石墨矿是全球最大的石墨矿之一。
2019年巴西石墨产量为9.6万吨，占比全球5.7%，主要生产企业为巴西国家石墨有限公司，它是全球最大的天然晶质石墨生产矿山之一。
2019年马达加斯加石墨产量为4.7万吨，占比全球2.8%，马达加斯加Molo石墨矿是世界储量最大的大鳞片石墨矿之一。
2019年加拿大石墨产量为4万吨，占比全球2.4%，其特高密公司的石墨矿山和加工厂位于魁北克的依勒湖，石墨产量2.00万吨，碳含量94%~99.99%。
2019年印度石墨产量为3.5万吨，占比全球2.1%，主要生产企业有主要有泰米尔纳都矿产有限公司、蒂鲁帕蒂碳素公司和阿格拉瓦尔石墨工业公司。
石墨烯的研究与应用综述、产业现状
石墨烯的研究与应用综述一、石墨烯的结构与特性石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是最薄的二维材料，单层的厚度仅0.335nm。
石墨烯可塑性极大，是构建其他维数碳材料的基本单元，可以包裹成零维的富勒烯结构，卷曲成一维的碳纳米管，以及堆垛成三维的石墨等。
石墨烯的理论研究已有60多年的历史，但直至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，利用胶带剥离高定向石墨的方法获得真正能够独立存在的二维石墨烯晶体，二人因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯具有一些奇特的物理特性：导电性极强：石墨烯中的电子没有质量，电子的运动速度能够达到光速的1/300，是世界上电阻率最小的材料。
良好的导热性：石墨烯的导热性能优于碳纳米管和金刚石，单层石墨烯的导热系数可达5300瓦/米水度，远高于金属中导热系数高的银、铜等。
极好的透光性：石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，并使所有光谱的光均匀地通过。
超高强度：石墨烯被证明是当代最牢固的材料，硬度比莫氏硬度10级的金刚石还高，却又拥有很好的韧性，可以弯曲。
超大比表面积：石墨烯拥有超大的比表面积(单位质量物料所具有的总面积)，这使得石墨烯成为潜力巨大的储能材料。
石墨烯特殊的结构形态，具备目前世界上最硬、最薄的特征，同时具有很强的韧性、导电性和导热性，这些极端特性使其拥有巨大发展空间，应用于电子、航天、光学、储能、生物医药、日常生活等大量领域。
二、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法主要有机械法和化学法2种。
机械法包括微机械分离法、取向附生法和加热碳化硅法；化学法包括外延生长法、化学气相沉积法与氧化石墨还原法。
微机械分离法是直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来，可获得高品质石墨烯，且成本低，但缺点是石墨烯薄片尺寸不易控制，不适合量产；取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯，石墨烯性能令人满意，但往往厚度不均匀；加热碳化硅法能可控地制备出单层或多层石墨烯，是一种新颖、对实现石墨烯的实际应用非常重要的制备方法，但制备大面积具有单一厚度的石墨烯比较困难。
石墨烯技术产业现状及发展建议
石 墨烯专 利 （ 截至 ２ ０ １ ３年 ３月 ３ １日）分 析 显 示， ２ ０ ０ ４年 前 为石 墨 烯专 利 技术 的萌 芽 阶段 ，随 后
进入 成 长 阶段 ： 从２ ０ ０ ８年 至 今 ， 石 墨 烯 专 利 技 术处 于快 速成 长 阶段 （ 见图 １ ） 。 童
元 以上 ；全 球 每 年 负极 材 料 的需 求 量 在
２ ０ １ ４年 ２月
ＦＥＢ． ２０１ ４
情 报 探 索
Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
第 ２期 （ 总 １ ９ ６期 ）
Ｎｏ ． ２ （ Ｓ ｅ ｉ ｆ ａ ｌ Ｎｏ ． １ ９ ６ ）
石墨烯技术产业现状及发展建议
李 汉 清 刘振 宇 赵 霞
１ ． ２ 石墨 烯技 术发展 阶段
半导体） 器件 ， 其 应 用领 域 包 括纳 电子 器件 、 光 电 化
学 电池 、 超轻 型 飞机材 料等 。 石 墨 烯 具 有 广 阔 的市 场 前 景 和 巨大 的经 济 效 益 。目前 ， 纯 石墨 烯 的市场 价格 为每 克千元 以上 。仅 就 电子行 业 而言 。全 球每 年半 导体 晶硅 的需求 量 在 ２ ５ ０ ０吨左 右 ， 石 墨 烯如 果 替代 十分之 一 的晶硅 制 成 高 端集成 电路 ，市 场容 量 至少在 ５ ０ ０ ０亿 ， ｎ ． ｎ ｎ
２ ． ５万 吨 以上 ，并保 持 ２ ０ ％以上 增 长 ， 若 石 墨 烯作 为负 极 材料 应 用 在 十分 之 一 的
， ８ ０ 。
１ ６ ｏ ０ １ ４ ０ ０
锂 离 子 电池 中 ，其需 求 量 也 在 ２ ５ ０吨 以 廿 １ ２ ０ ０ 上 。２ ０ １ ０年全球 超级 电容市场 规模 达 ５ ０ １ ０ ０ ０
石墨烯行业 产业政策
石墨烯行业产业政策石墨烯是一种新型的碳材料，具有优异的导热、导电等特性，被誉为21世纪的“黑金”。
我国政府对石墨烯行业的发展十分重视，出台了一系列政策以推动石墨烯产业的发展。
本文将从政策支持、技术研发、产业培育等方面进行详细阐述，以期帮助读者更深入了解我国石墨烯产业的政策环境。
一、政策支持1.出台《石墨烯产业发展规划》，明确发展目标和方向。
2.设立专门的石墨烯产业基金，支持行业创新和发展。
3.加大财税政策扶持力度，给予税收优惠和补贴。
二、技术研发4.加强石墨烯基础研究，提升技术水平。
5.支持企业和研究机构开展合作研发，促进技术成果转化。
6.加大对技术创新的投入，提高产业竞争力。
三、产业培育7.建立健全的石墨烯产业体系，完善产业链条。
8.加强石墨烯标准化工作，提升产品质量和竞争力。
9.促进石墨烯企业国际化发展，拓展市场空间。
四、市场需求10.鼓励政府采购石墨烯产品，拉动市场需求。
11.支持石墨烯产品在新能源、新材料等领域的应用。
12.加强市场监管，规范石墨烯产品生产和销售。
五、人才培养13.设立石墨烯专业，培养更多专业人才。
14.支持人才流动，促进技术创新和产业发展。
15.鼓励科研机构和企业合作，加强人才培训。
六、国际合作16.积极参与国际石墨烯标准制定，提升国际话语权。
17.加强与国外企业和机构的技术合作，推动产业发展。
18.加强知识产权保护，保障我国石墨烯企业的创新成果。
七、技术转化19.支持石墨烯技术转移与推广，促进技术成果应用。
20.推动科研院所和企业合作，将研究成果转化为市场产品。
21.加大对技术推广应用的支持力度，提高市场渗透率。
八、政策法规22.制定石墨烯行业准入门槛，规范企业生产行为。
23.强化政府监管，加强对石墨烯产品质量监测。
24.加强对环境保护和安全生产的监督，做好产业安全管理。
九、投资环境25.优化石墨烯产业投资环境，吸引更多资金投入。
26.支持石墨烯企业上市融资，拓宽融资渠道。
占62%中国石墨烯产量全球第一
占62%中国石墨烯产量全球第一作者：来源：《科学大观园》2022年第15期我们国家是全世界最大石墨生产国，产量占全球总产量的62%，石墨矿山主要分布在内蒙古、河北、山东、湖南、四川和黑龙江等地，大小石墨矿山接近200座。
根据石墨成矿条件和成矿规律，全国划分出15个重点成矿区带。
晶质石墨查明资源储量最大的是黑龙江省，其次为内蒙古、四川和山东等地;隐晶质石墨查明资源储量内蒙古自治区最多，其次是湖南、吉林和广东等地。
我们国家在石墨烯相关领域的研究也处于世界领先地位，至2017年，我们国家在石墨烯相关领域的专利申请数量已达到万件以上。
根据石墨烯的特性，中国石墨烯产业有“三大方向”，一是新能源，将石墨烯用作锂离子电池的导电添加剂，使电池充电速度更快、电容量提升;二是添加进防腐涂料中，节省防腐涂料中较贵的锌含量，并提升防腐性能;三是保暖及健康医疗领域，比如利用其导热性能制作健康理疗产品、空间加熱、工业伴热、清洁能源等多领域。
而在过去的2021年，北京石墨烯研究院（BGI）产业发展成绩斐然。
石墨烯玻纤实现了石墨烯材料在高端应用上的重大突破，用最短的时间创纪录地通过了尖端装备的装机评审和专业检测，实现稳定供货;拥有国际领先的高品质大面积石墨烯薄膜材料生产技术;烯碳芳纶Ⅲ复合纤维技术指标超过杜邦，已与行业龙头中蓝晨光化工研究设计院有限公司合作建设百公斤级烯碳复合纤维生产示范线，有望带来产业化的又一大突破;与京东方就新一代显示技术建立联合实验室，在产业蓝图上又实现了一大跨步;自主设计研发多台具有知识产权的石墨烯制备装备，在石墨烯CVD装备研发方面走在世界前列。
莫桑比克拥有全球最大的天然石墨矿，于2018年初开始运营，预计可以开采50年以上，该国不仅石墨烯产量名列前茅，莫桑比克北部的巴拉马石墨矿被公认为是世界上最大高品位石墨矿床，西拉资源和海王矿业是莫桑比克主要石墨生产企业商家。
此外，莫桑比克还被认为最有望成为全球石墨开采的先锋。
石墨烯国内发展历史
石墨烯国内发展历史
因为一些原因，我国的石墨烯行业发展起步较晚，直至2012年，石墨烯的市场化和产业化还远远没有出现，更不用谈出现什么开创性的专利或者产品。
但是，到了2013年，我国的石墨烯研究迎来了春天，专利研究百花齐放。
同时，影响到了下游的产品，促使我国的行业市场急速发展。
之后，仅仅花了两年，我国赶上了乃至超越了先行的一些国家，和美国日本占据了石墨烯产业综合发展潜力前三位。
国家对石墨烯领域的研究与开发也较早的就给与了关注。
在这些年中，中国国家自然科学基金委员会、科技部、中国科学院等国家机构对石墨烯的发展做出的投资的政策影响，有着十分正面积极的推动作用。
十二五规划、十三五规划等等一系列指导性文件也将石墨烯产业纳入了大力发展的新材料领域。
从而促使我国的石墨烯研究呈现爆发式的增长，在国家的战略指引下，我国的石墨烯专利申请数量迅速增长，后来居上，与国际水准达到同步，甚至在某些石墨烯技术研发达到了国际领先的水平。
但是在石墨烯产业技术进步的同时，我们要同样意识到石墨烯产业发展的局限性和误区。
我国的石墨烯产业专利虽然后来居上，越来越多，但是要了解到这些专利的质量并不高，甚至说比较差。
其中关乎石墨烯基础性质研究和在晶体管探测器方面较少，多数专利都集中在发热膜防腐涂料等低端应用领域。
我国石墨烯行业的发展任重而道远，需要更多更专业的行业领头者和行业先驱者，带领石墨烯行业走向光明的前途。
石墨烯技术及产业发展现状
石墨烯技术及产业发展现状张芳;史冬梅;暴宁钟;任文才【摘要】石墨烯（graphene）是一种新型的碳基材料，具有极好的结晶性及电学性能，在能源、半导体、生物医学等多个领域具有良好的应用前景，已成为发达国家必争的战略制高点。
美国在全球率先将石墨烯研究上升为国家发展战略，欧盟投入巨资资助开发石墨烯在能源和数字技术等领域的应用，英国拟投资6100万英镑建立国家石墨烯研究所，日本、韩国也持续开展了一系列与石墨烯相关的研究和应用。
我国对石墨烯材料的基础研究处于国际领先地位，但在器件制造和应用方面仍很欠缺。
我国应加强石墨烯规模化制备技术和改性技术的研究，加强石墨烯的应用研究，并在石墨烯研究方面加强产学研联合研究和国际合作。
%Graphene is a new C-based material and has a 2D cellular crystal lattice structure closely packed by single layered C atoms. The graphene has excellent crystallinity and electrical properties, and has a good application prospect in several areas like energy, semiconductor, and biomedicine science. The United States is the ifrst to turn the graphene research into a national strategy; the European Union has invested heavily in graphene research and its application in the ifeld of energy and digital technology; the UK will input 61 million pounds to set up the graphene research institute; Japan and South Korea have carried out many studies related to grapheme application. China has taken the lead in basic research of graphene, however, it fall behind the developed countries in graphene-based device and its application. In this article, analysis is made to the technologies andindustrial development of graphene in China and other countries, and some suggestions for development of graphene in China are proposed.【期刊名称】《全球科技经济瞭望》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】7页(P45-51)【关键词】石墨烯;碳基材料;二维结构;电学性能【作者】张芳;史冬梅;暴宁钟;任文才【作者单位】中国科学技术部高技术研究发展中心，北京 100044;中国科学技术部高技术研究发展中心，北京 100044;南京工业大学，南京 210009;中国科学院金属研究所，沈阳 110016【正文语种】中文【中图分类】TB383-1;F416.7人们一直认为，完美二维晶体结构无法在非绝对零度下稳定存在[1]，直到 2004 年，英国曼彻斯特大学两位科学家 AK Geim 和 KS Novoselov 利用胶带剥离高定向石墨的方法获得了独立存在的高质量二维石墨烯晶体，并相继发现了一系列新奇的物理现象[1-2]，引发了全世界范围内石墨烯（graphene）研究的“淘金热”。
石墨烯行业报告
石墨烯行业报告石墨烯是一种新型的碳材料，具有独特的结构和性能，被誉为21世纪的“黑金”。
自2004年被发现以来，石墨烯已经引起了全球范围内的广泛关注，被认为是未来科技领域的重要突破之一。
本报告将对石墨烯行业的发展现状、市场规模、应用领域以及未来发展趋势进行深入分析。
1. 石墨烯行业的发展现状。
石墨烯作为一种新兴材料，其研发和产业化进程仍处于起步阶段。
目前，全球范围内的石墨烯产业主要集中在美国、英国、中国等国家和地区。
在研发方面，各国科研机构和企业纷纷投入大量资金和人力资源进行石墨烯的研究，取得了一系列重要的科研成果。
在产业化方面，石墨烯的商业化应用仍面临诸多挑战，但也取得了一些进展。
2. 石墨烯行业的市场规模。
随着石墨烯技术的不断成熟，石墨烯市场规模逐渐扩大。
据统计，2019年全球石墨烯市场规模达到了约2.5亿美元，预计未来几年将保持较快的增长速度。
石墨烯在电子、材料、能源、医疗等领域的应用需求不断增加，为石墨烯市场的扩大提供了有力支撑。
3. 石墨烯行业的应用领域。
石墨烯具有优异的导电、导热、机械强度等性能，被广泛应用于电子器件、材料改性、能源存储、生物医药等领域。
在电子器件方面，石墨烯可以制备出高性能的柔性显示屏、传感器、光伏电池等产品；在材料改性方面，石墨烯可以提高材料的强度、导热性和阻燃性能；在能源存储方面，石墨烯可以制备出高性能的锂离子电池、超级电容器等产品；在生物医药方面，石墨烯可以用于药物输送、诊断成像等应用。
4. 石墨烯行业的未来发展趋势。
未来，石墨烯行业将继续保持快速发展的态势。
随着石墨烯技术的不断进步，石墨烯的成本将进一步降低，应用领域将进一步拓展。
同时，石墨烯与其他材料的复合应用也将成为未来的发展趋势，为石墨烯行业带来新的增长点。
此外，政府的支持政策和产业链的完善也将促进石墨烯行业的健康发展。
综上所述，石墨烯作为一种新型材料，具有巨大的发展潜力。
随着技术的不断进步和市场的不断扩大，石墨烯行业将迎来更加广阔的发展空间。
关于石墨烯材料的调研报告
1关于石墨烯材料的调研报告目录调研提纲 (1)报告正文 (3)一、石墨烯简介 (3)二、石墨烯的性质 (3)三、石墨烯的制备方法 (4)四、石墨烯的应用 (5)五、石墨烯在锂电池中的应用 (7)六、石墨烯产业的国际现状 (8)七、我国石墨烯发展所存在的问题 (8)八、推进我国石墨烯产业健康发展的对策建议 (10)调研材料 (11)1调研提纲从2010年10月初两位英国科学家因为发现石墨烯而获得诺贝尔物理学奖后，石墨烯在我国成为热点词汇，各地科研院所争相研究，企业争相投资，连地方政府也考虑将其产业化。
石墨烯成为争取国家资金支持最热的项目，似乎石墨烯时代已经到来，世界将由石墨烯应用而发生重大改变。
本文在全面分析石墨烯全球技术和产业进展的同时，对到底如何正确认识石墨烯，石墨烯行业的整体轮廓如何，石墨烯产业化的道路到底还有多远，并提出了发展我国石墨烯技术和产业的切实建议。
2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。
他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。
不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。
这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷。
2009年，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应，他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。
在发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。
所以，它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。
虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在，但是单层石墨烯能够在实验中被制备出来。
石墨烯的研究现状与发展趋势展望
石墨烯的研究现状与发展趋势展望摘要：石墨烯被称之为是神奇材料和万能材料，作为一种产生于新时代的新型材料，其本身具有着不容替代的电学、力学以及光学性能。
为此，本篇文章主要分析了石墨烯在国内外的研究现状，并对其未来的应用与发展趋势做出了展望。
关键词：石墨烯；研究发展；发展趋势一、前言碳材料在人类的发展进程中起到了重要的作用，作为一种十分常见且应用频率较高的材料，碳家族不仅仅有世界上硬度最高的金刚石，同时也有柔韧性极好的石墨烯。
目前石墨烯在世界范围内得到了高度的重视，由于其本身具有着较强的导电、导热性能，同时还拥有着高强度、高机械性以及超薄等优点，因此无论是在当下还是在未来均有着十分广阔的发展前景。
二、石墨烯国内外研究现状（一）国外鉴于石墨烯具有着如此之多的优良性能，因此世界各国都积极投入到了对石墨烯技术和产业化发展的研究之中。
其中，美国、日本等发达国家已经取得了阶段性的研究成果，并在各大企业中投入应用，例如IBM与三星公司均在利用石墨烯来生产电子产品。
整体而言，石墨烯技术在国际领域中已经发展的相对成熟，并且在多个行业中都有着较为深入的应用，逐渐呈现出了领先地位。
自2013年开始，有关于石墨烯的23个项目逐渐进入到大众视野，欧盟正式对外宣布，在未来十年将会投入10亿欧元和100个研究团队来进行石墨烯技术开发。
在美国，有多达三百多项的石墨烯研发项目正在积极进行，基本每项的投资额度均在10~50万美元。
通过初步了解可知，美国所研发的石墨烯技术重点倾向于体积更小且运行速度更快的电子器件。
而日本对于石墨烯行业的研究投入则更大，国家政府不仅大力支持相关企业与教育机构的研发工作，同时还在行业内投入了大量的研究资金。
其中索尼公司也在积极研究石墨烯薄膜技术，研究成果令人期待。
（二）国内相较于发达国家而言，我国对石墨烯技术的研究也并不落后。
早在2009年，中国科学院就已经正式推出了“石墨烯研究专项”，国家政府不仅给予了这一科研项目以强大的资金与政策支持，科技部也鼓励诸多企业和个人加入到石墨烯的研究队伍中，在很短的时时间内，便在石墨烯领域取得诸多进展。
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2016年中国石墨烯行业发展报告前言2016年以来，石墨烯概念股如东旭光电、华丽家族、方大炭素、中泰化学等备受资本追捧。
国内外各大锂电企业有关石墨烯项目布局，有的选择石墨烯导电剂技术研发，有的走向石墨烯复合正负极材料之路。
这其中，不乏号称已经生产出“石墨烯电池”的锂电企业。
石墨烯火热的背后，具体应用领域潜力如何？都有哪些助推的洪荒之力？一、国家政策鼓励支持石墨烯产业发展近年来，国家出台多项政策，鼓励支持石墨烯产业发展。
国家各部委不断出台指导意见和规划文件，明确了对石墨烯材料的支持与发展要求。
二、石墨烯的技术研究进入快速发展轨道从石墨烯相关专利申请趋势看，其相关专利的申请在上个世纪末就已出现，但随后发展较为缓慢。
直到2008年后，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·K·海姆教授和科斯佳·诺沃谢洛夫研究员因对石墨烯的研究共同获得2010年诺贝尔物理学奖以后，全球石墨烯专利申请数量开始急剧增长，其中，2014年全球石墨烯相关专利的申请数量就高达5047件，表明石墨烯的相关技术研究进入快速发展轨道。
根据石墨烯相关专利历年的申请情况，结合每年专利发明人数量，2008年以前为石墨烯研发技术的萌芽阶段，2008年至2015年为技术的成长阶段，而2015年之后石墨烯研发生产及应用技术开始趋向于成熟，即成熟阶段初期，这个阶段石墨烯开始逐步小规模生产，但是，其生产及应用技术仍有待于进一步突破。
三、石墨烯应用需求多样化，引领多领域划时代的变革石墨烯是由碳原子组成的六角型呈蜂巢晶格材料，单层石墨烯薄膜只有一个碳原子厚度，是目前已知的最薄的一种新材料，具有极高的比表面积、超强的导电性和强度以及透明度等优点。
石墨烯同时具备透光性好、导热系数高、电子迁移率高、电阻率低、机械强度高等众多普通材料所不具备的性能，未来有望在电子、储能、催化剂、传感器、光电透明薄膜、超强复合材料以及生物医疗等众多领域应用，可以说是未来最有前景的先进材料之一，引领多领域划时代的变革。
《中国制造2025》提出：明确要求高度关注颠覆性新材料对传统材料的影响，做好超导材料、纳米材料、石墨烯、生物基材料等战略前沿材料提前布局和研制，加快基础材料升级换代。
《<中国制造2025>重点领域技术路线图（2015年版）》中称，石墨烯产业“2020年形成百亿产业规模，2025年整体产业规模突破千亿”的发展目标。
1、导电油墨：石墨烯导电油墨具备成本优势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、远红外发热膜以及射频识别技术等行业中应用越来越广泛。
过去数十年来，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同时保持增长。
石墨烯导电油墨强大优势，发展前景看好。
导电油墨属于填充型复合材料，是印刷与烧结处理后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；二是性价比高，与现有的纳米金属导电油墨相比，石墨烯油墨具有较大的成本优势。
由于石墨烯的良好性能，其制成的油墨具有电阻小、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。
中商产业研究院最新发布的《2016-2021年中国石墨烯行业调研分析及市场预测报告》数据显示：2015年导电油墨的产量也已达到80万吨。
预计到2015年导电油墨产量将达到130万吨，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份额。
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。
2、防腐涂料：石墨烯防腐涂料技术日趋成熟目前国内重防腐涂料消费量近180万吨，占世界重防腐涂料总消费量的40%以上。
我国重防腐涂料需求主要集中在船舶、石油化工、桥梁、集装箱等领域。
涂料中添加石墨烯后，石墨烯能够形成稳定的导电网格，有效提高锌粉的利用率，从实际效果来看，添加约5%的石墨烯粉，可减少50%锌粉的使用量。
同时，石墨烯涂层能在金属表而与活性介质之间形成物理阻隔层，对基底材料起到良好的防护作用。
近年石油化工、铁路交通、新能源、基础设施建设等更是蓬勃发展，为重防腐涂料提供了广阔的市场空间。
我国石墨烯新型防腐涂料，已于2015年3月20日在江苏道森新材料有限公司成功研发，并已应用于海上风电塔筒的防腐，近来已有很多企业均开发出相关产品并在各类防腐领域应用。
未来石油化工、铁路交通、新能源、基础设施建设等更是蓬勃发展，为重防腐涂料提供了广阔的市场空间。
中商产业研究院预计到2020年防腐涂料领域石墨烯应用市场规模达到5-8亿元。
3、散热材料：石墨烯散热材料在消费电子领域快速发展电子和光子器件的散热是影响电子技术发展的主要问题，手机、电脑、微型电路等设备的散热主要通过各类散热片来解决。
目前，市场中的电子产品的散热片主要是石墨散热片。
但是，石墨烯导热片的导热快、可折叠等性能要远远优于石墨片，极佳的散热材料如热导纤维、热导塑料等，并且技术难度小、工艺相对成熟，存在快速进入市场的机会。
尤其在智能手机领域，手机要求轻薄、便携，未来要求可折叠，因此石墨烯导热膜具有极大优势。
预估未来采用石墨烯散热膜进行散热的散热组件占总电子产品及LED产品市场的10%，即可为石墨烯散热膜带来15-20亿左右的市场空间。
4、锂电池：石墨烯在锂离子电池中的应用多元化石墨烯在锂离子电池中的应用比较多元化，目前已经实现商业化的是用在正极材料中作为导电添加剂，来改善电极材料的导电性能，提高倍率性能和循环寿命。
目前比较成熟的应用是将石墨烯制成导电浆料用于包覆磷酸铁铿等正级材料。
正极用包覆浆料目前主要包括石墨浆料、碳纳米管浆料等，随着石墨烯粉体、石墨烯微片粉体量产、成本持续降低的情况下，石墨烯浆料将呈现更好的包覆性能。
石墨烯浆料将随锂电池增长而稳步上升。
锂离子电池主要应用于手机、笔记本电脑、摄像机等便携式电子器件等方面，并积极地向电动力汽车等新能源汽车领域扩展，具有长期发展前景。
由于石墨烯对于电池性能有诸多提升作用，对动力电池性能要求的不断提升必将拉动石墨烯在电池领域的发展。
同时石墨烯电池行业规模有望充分受益于动力电池的放量，分享新能源汽车行业的增长。
5、超级电容：石墨烯超级电容器领域大展身手石墨烯的电导率高、比表而积大、且化学结构稳定，表而更有效的释放，有利于电子的渗透和运输，更加适合作为超级电容器电极材料。
目前，我国已经实现石墨烯超级电容器的投产，技术上已经完全可以实现石墨烯超级电容器的生产。
根据美国IDTechEx公司报告，全球超级电容器市场将从2013年的8亿美元增长到2018年的31.3亿美元，年复合增长率达到30.2%。
而石墨烯基超级电容器的产业化也在不断推进：在国内，中国中车研发的3伏／12000法拉石墨烯／活性炭复合电极超级电容和2.8伏／30000法拉石墨烯纳米混合型超级电容已经获得中国工程院鉴定，整体技术达到目前世界超级电容单体的最高水平。
根据测算，2016年中国超级电容器市场规模将突破30亿元，预计2020年中国超级电容器市场规模将超过60亿元。
石墨烯在超级电容市场潜在应用规模达到3-5亿元。
四、中国石墨烯企业竞争力分析我国石墨烯企业已超过百家，并在常州、无锡、青岛、深圳等地形成产业集群，从产品上来看，其生产产品大多数作为石墨烯电池的导电剂、涂料、导热膜使用在这些企业中，中小型、初创型企业占比较大，中型、大型企业相对较少。
中端单层高纯度小尺寸石墨烯逐渐实现小规模生产，单层高纯度大尺寸石墨烯还处于研发初期阶段，这些高端石墨烯应用于更先进的电池生产，可以解决电池使用寿命短、容量低、成本高等技术障碍。
目前国内从事石墨烯电池的粉体材料研发、生产的公司主要有宁波墨西、常州第六元素、常州二维碳素、厦门凯纳、鸿纳新材料、德阳烯碳等。
石墨烯薄膜国内龙头企业有常州二维碳素、无锡格菲、重庆墨希（华丽家族）等。
单层或多层小规格石墨烯小规模生产的有东旭光电旗下的碳源汇谷等。
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在市场预测分析方面，模型涵盖对新产品需求预测、快速消费品销售预测、市场份额预测等多种指标，实现针对性的进行市场预测分析。
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