石墨烯,是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。应用于物理、材料、电子信息、计算机等众多领域,具有较好的额导热性、光学特性和稳定性。
石墨烯,是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。应用于物理、材料、电子信息、计算机等众多领域,具有较好的额导热性、光学特性和稳定性。
石墨烯虽然从合成和证实存在到今天只有短短十几年的时间,但目前已经得到了较为广泛的应用。石墨烯层数可分为单层石墨烯、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;按照产品形态又可分为石墨烯粉体和石墨烯薄膜。
石墨烯的制备方法
石墨烯粉体和石墨烯膜在制备方法上有显著差异。总体来看,石墨烯的制备方法包括物理法、化学法和生物法。其中,物理法主要有机械剥离法、液相剥离法和气相剥离法;化学法包括氧化还原法、气相沉积法(CVD)和SiC外延生长法;生物法包括氧化还原法。石墨烯粉体主要由机械剥离法、液相剥离法、气相剥离法和氧化还原法制备,石墨烯膜主要由机械剥离法、气相沉积法(CVD)和外延生长法制备。从技术成熟度和规模量产的角度看,氧化还原法下,石墨烯粉体的层数最少,并且工艺流程相对简单;CVD法下石墨烯膜的尺寸最大,因此成为产业化和发展前景较好的两个方向。
中国石墨烯行业现状呈现出快速发展的趋势。中国在石墨烯研发和产业化方面处于全球领先地位,并逐渐形成了完整的石墨烯产业链。国家及地方政府的支持为石墨烯行业提供了重要保障。政府通过出台相关政策和规划,加大对石墨烯研发和产业化的支持力度,为行业发展提供了强有力的后盾。
石墨烯行业产业链
石墨烯行业产业链上游主要包括石墨、碳化硅、甲烷、乙烯等原材料,设备主要有化学气相沉积工艺设备、机械剥离工艺用设备、纤维工艺用设备等;中游涉及石墨烯粉体、石墨烯薄膜等;下游主要应用于移动设备、航空航天、新能源电池等领域。
上游产业分析
利用天然石墨制备石墨烯是现在商业化程度最高的方式,作为重要原料的石墨,自然就成为了石墨烯产业版图的重要部分。天然石墨就是自然界天然形成的石墨,一般以石墨片岩、石墨片麻岩、含石墨的片岩及变质页岩等矿石出现。2022年中国的天然石墨产量为85万吨,占全球总产量的65.38%。预计天然石墨产量还将继续扩大,2023年天然石墨产量将达91万吨。
石墨烯行业现状分析
随着国家对石墨烯产业的大力支持和市场需求的不断增长,石墨烯行业将迎来更加广阔的发展空间和更加良好的发展环境。2022年中国石墨烯市场规模约为335亿元,同比增长26.42%。据预计2023年中国石墨烯市场规模将达386亿元。
行业市场结构
石墨烯产品形态包括薄膜和粉体两类,石墨烯粉体的应用领域包括锂电池正负极材料的导电添加剂、超级电容的电极材料、特征涂料、高效催化剂等。石墨烯薄膜的应用领域包括导热膜、柔性显示、传感器材料、集成电路基础材料。2022年石墨烯市场中石墨烯粉体占比达90.7%,石墨烯薄膜占比9.3%。
石墨烯行业细分市场--导电剂用石墨烯
石墨烯粉体用作锂电池正负极材料的导电添加剂,可以提高充放电速度和循环性能。我国石墨烯细分市场中导电剂用石墨烯所占份额最大。2022年我国导电剂用石墨烯市场规模为192亿元,预计2023年我国导电剂用石墨烯市场规模可达227亿元。
根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年国内石墨烯行业发展趋势及发展策略研究报告》分析
行业竞争格局
中国石墨烯行业呈现外资企业技术领头,国内企业制造领跑的行业竞争趋势。石墨烯行业竞争格局中第一梯队由贝特瑞、方大炭素、碳元科技等营收规模较大,已经拥有完整的石墨烯生产线并且实现规模化经营的龙头上市企业组成,该类公司在国内外均有较为成熟的销售网络,市占率较高。
第二梯队主要常州第六元素、二维碳素、宁波墨西等进入行业较早,拥有较强的研发能力和全国范围的销售网络的代表企业。该类企业依托国内的政策支持,人才回流等红利,有较强的研发能力,未来发展潜力较大。
第三梯队其他中小型石墨烯生产制造公司,该梯队中企业较多,市占率均不高,竞争格局较为分散。
在国家及地方政府的支持下,近几年我国石墨烯产业化快速发展,初步构建起以石墨烯原材料、研发、制备、应用为主体的产业链。华东地区凭借其优越的地理位置、便利的交通条件涌现出一批具有规模效应的石墨烯企业,其中以山东、安徽、江苏等区域为代表。
行业发展趋势分析
随着石墨烯制备和石墨烯应用技术水平的提升,石墨烯材料能够应用在更多的下游产品和领域中。最新石墨烯下游产品,包括石墨烯理疗保暖产品,石墨烯内暖纤维制成的服装,第二代石墨烯手机,石墨烯防弹衣、石墨烯防静电轮胎、石墨烯动力电池等等,显示出我国在石墨烯应用领域取得了很好的成绩。石墨烯的研究和产业化发展持续升温,未来将会应用于锂离子电池、锂硫电池、薄膜分离、超级电容器等制造中。
了解更多本行业研究分析详见中研普华产业研究院《2023-2028年国内石墨烯行业发展趋势及发展策略研究报告》。同时, 中研普华产业研究院还提供产业大数据、产业研究报告、产业规划、园区规划、产业招商、产业图谱、智慧招商系统、IPO募投可研、IPO业务与技术撰写、IPO工作底稿咨询等解决方案。
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2023-2028年国内石墨烯行业发展趋势及发展策略研究报告
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