2018年石墨烯行业市场分析报告

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）。

石墨烯的应用现状及发展石墨烯是一种全新的材料，由单层碳原子以二维晶格排列而成。

其结构独特，具有许多优异的物理性质，包括高导电性、高热导性、高强度、柔韧性和透明性等。

自2004年石墨烯被首次发现以来，其在各领域的应用潜力被广泛关注和研究。

本文将从石墨烯的应用现状和未来发展方向两个方面，探讨石墨烯材料的前景与挑战。

石墨烯的应用现状1. 电子学领域由于石墨烯具有出色的导电性能，因此在电子学领域有着广泛的应用前景。

石墨烯可以作为高性能晶体管的材料，用于制造更小、更快的电子设备。

石墨烯还可以用于制造柔性电子产品，如可弯曲显示屏、智能穿戴设备等。

在电池领域，石墨烯的高导电性和高比表面积可以显著提高电池的充放电效率和储能密度。

2. 光电子学领域石墨烯具有极高的光透过率和光吸收率，因此可以用于制造高性能的光电器件。

石墨烯透明导电膜可以应用于太阳能电池、光电探测器、光电显示器等器件中。

石墨烯的独特光学性质还使其成为制备超薄光学元件的理想材料，如超薄透镜、纳米光栅等。

3. 材料领域石墨烯具有极高的强度和韧性，可以制备出各种高性能的复合材料。

这些复合材料具有优异的力学性能和导电性能，在航空航天、汽车制造、建筑材料等领域有着广泛的应用前景。

石墨烯还可以用于制备高性能的防腐涂料、抗静电材料等。

4. 生物医学领域石墨烯具有良好的生物相容性和生物活性，可以用于制备生物传感器、药物载体、组织工程支架等生物医学器件。

研究表明，石墨烯及其衍生物在癌症治疗、基因传递、细胞成像等方面具有巨大的潜力。

石墨烯的发展趋势1. 大规模制备技术目前，石墨烯的大规模制备技术仍是一个世界性难题。

传统的机械剥离法和化学气相沉积法虽然可以制备出高质量的石墨烯样品，但是成本高、产量低，无法满足广泛应用的需求。

发展低成本、高效率的石墨烯大规模制备技术是当前的重点研究方向。

2. 功能化修饰技术石墨烯的很多优异性能是由其特殊的二维结构所决定的，但是这也使得石墨烯在某些方面表现出一定的局限性，比如化学稳定性差、易团聚等。

石墨烯技术产业现状及发展建议1 石墨烯技术产业：现状及发展建议石墨烯是一种具有罕见性能的单层原子层碳材料，2018年被国际认可并列入《国际材料科学与工程术语》，是一种具有重要的基础理论和应用价值的新型功能性材料，其中很多应用前景令人振奋。

石墨烯技术产业目前在材料、仪器、制造及设备、电子零部件、电池及储能、高速隧道及地下管道、建筑材料、生物医疗、海洋技术、传感器、汽车行业有着广泛的应用，同时在比较早期石墨烯的发展过程中，我国石墨烯技术产业也取得了突飞猛进的发展，2018年我国石墨烯行业综合市场规模已达20.2亿元，2019年市场规模仍在持续上升的态势，预计到2020年市场规模将超过50亿元。

然而，石墨烯技术产业仍面临着系统性发展困境。

从制造过程中质量控制、研发石墨烯应用遇到的基础科学未解决问题以及国内产业链发展缓慢等方面，已经明显阻碍了石墨烯产业的发展步伐。

针对石墨烯技术产业这些发展困境，其发展建议如下：（1）推动到产业化。

政府应支持石墨烯在基础理论与原材料研发、应用领域的技术和工艺的创新，加快现有石墨烯关键材料、设备和半成品行业的企业化、产业化发展。

（2）发展价值链。

不断优化我国石墨烯的价值链结构，加快从原料到半成品到成品的转化过程，研发先进的端到端解决方案。

（3）建立发展团队。

着力培养高端石墨烯技术研发人才，建立专业服务团队，加强市场营销服务，以实现石墨烯技术及应用的深入开发和实践。

总的来说，石墨烯技术的发展潜力巨大，政府需要继续支持其在基础理论与原材料研发、应用领域的技术和工艺的创新，培育多元发展团队，极大地提升石墨烯产业资源整合能力，最终让石墨烯技术得以全面应用。

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。

石墨烯研究总结报告（一）引言概述:石墨烯作为一种新型二维材料，具有出色的电子、光学和力学性能，引起了广泛的研究兴趣。

本文通过梳理相关文献，对石墨烯的研究进展进行总结，以期为石墨烯的应用开发和进一步研究提供参考。

正文：一、石墨烯的制备方法1. 机械剥离法2. 化学气相沉积法3. 液相剥离法4. 氧化石墨烯还原法5. 其他新型制备方法的研究进展二、石墨烯的物理性质研究1. 石墨烯的带电输运性质2. 石墨烯的光学特性3. 石墨烯的力学性能4. 石墨烯的热导率研究5. 石墨烯的磁性研究三、石墨烯的化学功能化1. 石墨烯的表面修饰\ta. 按照种类分类\tb. 按照表面修饰方法分类2. 石墨烯复合材料的研究进展\ta. 石墨烯在聚合物复合材料中的应用 \tb. 石墨烯在金属基复合材料中的应用 \tc. 石墨烯在陶瓷基复合材料中的应用四、石墨烯的生物应用研究1. 石墨烯在生物传感器中的应用\ta. 生物传感器制备方法研究\tb. 石墨烯在DNA传感器中的应用\tc. 石墨烯在蛋白质传感器中的应用2. 石墨烯在药物传输和治疗中的应用\ta. 载药石墨烯的制备方法\tb. 石墨烯在癌症治疗中的应用\tc. 石墨烯在抗菌治疗中的应用五、石墨烯的应用前景展望1. 石墨烯在电子器件中的应用前景2. 石墨烯在能源领域中的应用前景3. 石墨烯在环境保护中的应用前景4. 石墨烯在医疗领域中的应用前景5. 石墨烯在材料领域中的应用前景总结：通过对石墨烯的制备方法、物理性质研究、化学功能化以及生物应用研究的详细梳理，我们可以看出石墨烯具有广泛的应用潜力。

虽然石墨烯的应用仍面临一些挑战，但可以预见，随着研究的深入和技术的进步，石墨烯将在各个领域发挥重要作用，并成为未来材料研究的热点之一。

石墨烯行业调研报告石墨烯是由碳原子通过特定的制备方法形成的具有单层结构的二维材料。

由于其独特的物理、化学特性，石墨烯被广泛应用于电子、能源、生物医学和材料科学等领域。

本调研报告对石墨烯行业进行分析，总结其市场规模、应用领域和发展趋势。

首先，石墨烯市场规模逐年增长。

根据市场研究机构的数据显示，全球石墨烯市场规模从2017年的约2.5亿美元增长到2020年的约4.52亿美元，年复合增长率达到13.6%。

主要驱动市场增长的因素包括新能源技术的发展、电子产品的不断更新换代以及对高性能材料的需求。

其次，石墨烯应用领域广泛。

石墨烯在电子领域的应用是其最主要的市场，主要包括柔性电子、传感器、电池和超级电容器等方面。

此外，石墨烯还被广泛应用于能源领域，如太阳能电池、储能系统和燃料电池等。

在生物医学领域，石墨烯被用作药物输送、基因分析和组织修复的载体等。

此外，石墨烯还被应用于材料科学领域的纳米复合材料、涂层材料和增强材料等。

最后，石墨烯行业的发展趋势主要包括以下几个方面。

首先，石墨烯材料的合成技术将逐渐成熟，生产成本将降低，从而推动市场规模扩大。

其次，随着对石墨烯电子学、自旋电子学和谷子束学的深入研究，石墨烯在电子器件领域的应用有望实现突破。

此外，石墨烯的体系和二维材料的相互作用研究也将为新能源设备和传感器的研发提供新的思路和方法。

综上所述，石墨烯行业市场规模逐年增长，应用领域广泛。

在未来几年，石墨烯行业将进一步发展，合成技术逐渐成熟，应用领域不断扩展。

石墨烯作为一种具有巨大潜力的材料，在电子、能源、生物医学和材料科学等领域都有着广阔的发展前景。

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。

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。

石墨烯材料研究现状及应用前景崔志强（重庆文理学院材料与化工学院，重庆永川402160）摘要:近几年来，石墨烯材料以其独特的结构和优异的性能, 在化学、物理和材料学界引起了轰动。

本文引用大量最新的参考文献，阐述了石墨烯的制备方法如机械剥离法、取向附生法、加热 SiC 法、爆炸法、石墨插层法、热膨胀剥离法、电化学法、化学气相沉积法、氧化石墨还原法、球磨法等，分析了各种制备方法的优缺点.论述了石墨烯材料在透明电极、传感器、超级电容器、能源储存、复合材料等方面的应用，同时简要分析了石墨烯材料研究的现实意义,展望了其未来的发展前景。

关键词：石墨烯材料；制备方法；现实意义；发展现状；应用前景中图分类号：TQ323 文献标识码:A 文章编号:Research status and application prospect of graphene materialsCui Zhiqiang（Faculty of materials and chemical engineering, Chongqing Academy of Arts and Sciences，Yongchuan，Chongqing 402160) Abstract: In recent years，graphene has caused a sensation in chemical，physical and material science due to its unique structure and excellent properties. Cited in this paper a large number of the latest references，expounds the graphene preparation methods such as layer method, thermal mechanical stripping method, orientation epiphytic method，heating SiC method，explosion，graphite intercalation expansion stripping method，electrochemical method, chemical vapor phase deposition method, graphite oxide reduction method, ball milling method，and analyze the advantages and disadvantages of various preparation methods. This paper discusses the application of graphene materials in transparent electrodes, sensors, super capacitors, energy storage and composite materials, and briefly analyzes the practical significance of the study of graphene materials, and gives a prospect of its future development。