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　　石墨烯归于二维碳纳米资料，具有优异的力学特性和超强导电性导热性等超卓的资料特性，其下流运用首要包括基础学科、新动力电池、柔性显现屏、传感器及复合资料等范畴。石墨烯的大规划商业运用方向首要分为粉体和薄膜，其间石墨烯粉表现在首要用于新动力、防腐涂料等范畴，石墨烯薄膜首要运用于柔性显现和传感器等范畴，其间来自新动力的需求超越 70%。 全球石墨烯职业商场规划呈稳步添加态势。估计到 2020 年底，全球和国内石墨烯职业商场规划别离为 95 亿美元和 200 亿元，我国石墨烯商场规划约占全球石墨烯总商场规划的 30%，并有逐年进步的趋势。 本期的智能内参，咱们引荐国信证券的研讨陈述，揭秘石墨烯的功用特色、工业链概略、下流需求和国内外职业现状。

　　石墨烯是 2004 年用微机械剥离法从石墨中别离出的一种由碳原子以 sp杂化轨迹组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米资料，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资料比较，有比较一同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，是已知强度最高的资料之一，一同还具有很好的耐性，且能够曲折，被誉为“新资料之王”、“黑金”。

　　石墨烯依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。依照功用化方法能够分为氧化石墨烯、氢化石墨烯、氟化石墨烯等。依照外在形状、又可分为片、膜、量子点、纳米带或三维状等。

　　石墨烯具有超强导电性、杰出的热传导性、杰出的透光性、溶解性、浸透率、高柔性和高强度等超卓的资料特性。它的的运用范畴十分广泛，首要会集在基础学科、新动力电池、柔性显现屏、传感器及复合资料等范畴。

　　石墨烯资料自身表现出优异的功用，其下流运用范畴十分广泛，可运用在电池电极资料、半导体器材、通显着现屏、传感器、电容器、晶体管等方面，且在化学、资料、物理、生物、环境、动力等很多学科范畴已获得了一系列重要开展。石墨烯上游为石墨、下流首要运用范畴为新动力电池、涂料、柔性屏和传感器等范畴。 石墨烯工业链上游的质料为石墨，我国是全球最大的石墨出产国，但可挖掘储量仅为全球第二，占国际总储量的 25%，静态可挖掘年限仅为 116 年，在全球首要的石墨出产国中，仅高于挪威。

　　我国天然石墨产值在 2018 年达 63 万吨，占国际总产值的 68%，别的人工石墨产值约为 13.8 万吨，石墨职业全球范围内产值削减，原资料供给相应削减，这需要对石墨烯中游制备提出更高的要求。

　　石墨烯工业链中游首要为石墨烯的制备。石墨烯的制备分为两种：（1）“自上而下”：从石墨块原资料动身，将单层或几层原子厚度的石墨烯层从石墨块中剥离出，例如“液相剥离法”、“机械剥离法”等；（2）“自下而上”：从碳原子或碳化合物分子结构动身，如 CH4C2H2 等，运用晶体生长重新排列出石墨烯，例如“化学气相堆积法”、“小分子化学合成法”、“外延生长法”等。 不同制备办法获得的石墨烯在质量和本钱上差异较大，与之相关的产品的适用范畴也有一些差异。石墨烯粉体首要由球磨剥离法、液相剥离法和氧化还原法等制备，其间氧化还原法制备的石墨烯粉体层数最少，是现在最常选用的办法。石墨烯薄膜首要由气相堆积法和外延生长法等制备，其间化学气相堆积法能够制备大尺度的石墨烯薄膜，是现在被以为最有期望完结石墨烯薄膜大规划制备的办法。

　　全球石墨烯职业商场规划呈稳步添加态势。2019 年全球石墨烯职业商场规划为77 亿美元，复合添加率为 45.89%，据猜测，未来两年石墨烯将坚持约为 20%的增速。 我国石墨烯商场规划近年来快速添加，2019 年达 163 亿元，估计 2020 年将超越 200 亿元，年复合添加率约为 60%。近几年来看，我国石墨烯商场规划约占全球石墨烯总商场规划的 30%，并有逐年进步的趋势。

　　石墨烯下流运用首要分为两个方面：第一是石墨烯粉体下流运用，第二是石墨烯薄膜下流运用。其间石墨烯粉体可运用在新动力电池、复合资料、锂电池等方面，石墨烯薄膜可运用在柔性显现屏和传感器等方面。 我国石墨烯现在运用最广泛的下流范畴是新动力相关范畴，是职业超高添加的首要驱动者。2017 年石墨烯在新动力超级电容与锂电池导电剂范畴商场规划在50 亿元左右，占全国商场份额的 71.4%，其间，石墨烯在防腐涂料、复合资料、生物传感器等范畴的运用也占额较多且备受重视，节能环保和电子信息柔性显现范畴也有必定的触及。具体来说，石墨烯在以下五个范畴具有很好的远景：

　　超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新式储能设备，它既具有电容器快速充放电的特性，一同又具有电池的储能特性，是一种具有高能量密度的电化学电容器，比传统的电解电容容量高上数百倍至千倍不等。与蓄电池和传统物理电容器比较，超级电容器的特色首要表现在功率密度高、循环寿命长、作业温限宽、免保护、绿色环保等方面。石墨烯具有杰出的导电性、高密度和比表面积，是超级电容的抱负资料。

　　石墨烯超级电容器因其优异的资料特性，如导电性、高密度和大比表面积，与传统电池和传统电容器比较，在放电率、充电率和输出功率等方面均有显着进步，使其能新动力电池方面获得广泛运用。

　　全球石墨烯超级电容商场规划估计在 2021 年底抵达 0.84 亿美元，到 2030 年全球石墨烯超级电容商场规划有望抵达 6.09 亿美元，期间年复合添加率到23.9%。而石墨烯超级电容器因为其重量轻，经久耐用，能大容量储能，缩短充电时刻等优势，被交通运输、工业、新动力电池和配备等其他方面所欢迎。 亚太成为最大的区域商场，估计 2021 年占全球石墨烯超级电容商场的 46%，到 2030 年继续添加，约占全球超级电容商场的 50%。欧洲和北美商场位列二、三，猜测别离约占全球石墨烯超级电容商场的 27%、18%。我国、日本和韩国是石墨烯超级电容需求添加的首要国家，远高于北美和欧洲等地。中日韩三国首要将石墨烯超级电容用于电动轿车和电子设备等方面。

　　因为国家方针支撑，我国超级电容商场快速添加，从 2010 年的 8.5 亿添加到2019 年的 118 亿元，同比添加 30%，猜测未来三年依然坚持将近 30%的添加率，2020 年估计能够抵达 150 亿元水平，石墨烯浸透率也将抵达 5.5%左右。交通运输范畴继续占有石墨烯超级电容器最大的商场份额。 现在我国超级电容的运用首要会集于交通运输、工业、新动力电池和其他方面。超级电容的细分产品规划呈逐年上升趋势，考虑到石墨烯比较传统电容电池的高功用优势和未来杰出的竞争性，能够以为石墨烯超级电容也会呈很多添加趋势，尤其是在交通运输和新动力方面。交通运输和配备等范畴对安全、简便、清洁电池的需求会导致高功率和高能量密度电池的需求，终究推进石墨烯超级电容器商场的添加，尤其在电动车商场。

　　石墨烯超级电容器将处理限制电动轿车开展的两大难题：充电时刻长和续航路程短。估计超级电容器能够多贮存 100 倍的电能，比传统电池节约 150 倍的本钱，并将电池废料堆环境的影响下降了 5 倍，充电周期可高达 100 万次。石墨烯超级电容运用于动力锂电池职业是未来的开展趋势，一同组成新动力车的动力系统。

　　防腐涂料是指防腐涂料是指由底漆、中漆和面漆组成的具有防腐蚀功用的涂料，根据涂料运用范畴的不同，能够分为惯例防腐涂料和重防腐涂料。我国防腐涂料商场巨大，并且规划还在逐年添加。 石墨烯防腐涂料相关于其他防腐涂料而言，在导电性、热稳定性、力学功用、抗菌功用等方面优势更为显着。石墨烯因为其杰出的导电功用和片状搭接隔绝功用，能够对氧和腐蚀介质起到屏蔽效果，下降了防腐涂层的浸透功用，然后进步涂层的防腐蚀功用。我国防腐涂料开展较快，2019 年，我国防腐涂料总产值 535 万吨，同比添加 18.4%，占涂料总产值的 22.2%。

　　锂电池导电剂的首要效果是进步电子电导率。导电剂在具活性物质之间、活性物质与集流体之间起到搜集微电流的效果以减小电极的触摸电阻，进步锂电池中电子的搬迁速率，下降电池极化。此外，导电剂也能够进步极片加工性，促进电解液对极片的滋润，然后进步锂电池的运用寿命。常用的锂电池导电剂能够分为两类：第一类为传统导电剂（如炭黑、导电石墨、碳纤维等），第二类为新式导电剂（如碳纳米管、石墨烯及其混合导电浆料等）。 石墨烯作为新式导电剂，能够最大化的发挥导电剂等效果。这是因为其一同的片状结构，它与活性物质的触摸为点－面触摸而不是惯例的点点触摸方法，这样能够削减导电剂的用量，进步锂电池容量，其改性效果远高于天然石墨。可是因为其本钱较高，具有阻止锂离子传输等坏处没有彻底被工业化运用。

　　我国锂电池产值估计在 2020 年底将抵达 160GWh，年复合添加率约为 27%。2018 年石墨烯在锂电池中的浸透率抵达 2.5%左右，估计 2020 年石墨烯浸透率将抵达 5%左右。

　　现在石墨烯导电剂的出产本钱较高，2015 年石墨烯导电剂的价格为 230 美元/千克，与碳纳米管导电剂价格大致相同，而石墨烯导电剂价格下降起伏远超越碳纳米管导电剂，估计 2020 年将下降至 100 美元/千克。跟着石墨烯出产工艺的进一步老练，相关本钱的涌入以及国家方针的大力支撑，石墨烯导电剂将打破本钱瓶颈，石墨烯导电剂的价格优势逐渐突显。

　　石墨烯价格下降以及锂电池产值和石墨烯浸透率快速添加将导致石墨烯导电剂商场规划快速添加。石墨烯在导电剂范畴的商场规划估计在 2020 年抵达 139亿元，年复合添加率约为 64%。 全球动力锂电池近年来坚持高速添加状况，带动锂电池导电剂商场规划不断添加。据国际商场研讨组织 Adroit Market Research 最新发布的陈述猜测，2018年至 2025 年，全球动力锂电池商场规划年复合添加率挨近 14.3%，其间大部分添加规划来自亚太区域。亚太区域是 2019 年最大的轿车电池商场。石墨烯导电剂作为未来电动轿车锂电池导电剂的研讨不断深化，也导致猜测期内动力锂电池职业商场的敏捷添加。

　　石墨烯薄膜具有因导电性杰出，高柔性，透光性强等原因，未来可广泛运用于柔性显现范畴。现在商场上运用最多的柔性显现屏为 ITO 膜（陶瓷资料氧化铟锡），该资料制造工艺趋于老练，价格较低。但弯折后就不再具有导电性，无法满意未来移动设备、可穿戴设备柔性显现屏的需求，而石墨烯薄膜因其杰出的导电性，柔性，透光性，以为均优于 ITO 膜，更适合柔性显现屏未来开展趋势，被以为是完美代替 ITO 膜的资料。近几年，银纳米线等也开端成为 ITO 的代替资料，但其稳定性较差，易断，石墨烯薄膜仍为最合适的代替品。

　　国内石墨烯薄膜商场规划逐渐扩展，2019 年可达 80 亿元，年复合添加率为152%，估计 2020 年底石墨烯薄膜商场规划将抵达 150 亿元。

　　全球可穿戴设备商场规划快速添加，在 2021 年底抵达了 333 亿美元，年复合添加率为 15%左右。估计在 2019 年将抵达 420 亿美元，同比添加 26%。据调查显现，全球可穿戴设备出货也大幅添加。 我国可穿戴设备工业商场规划 2019 年抵达 600 亿元，年复合添加率约为 44%，估计到 2020 年，将添加到 780 亿元左右。石墨烯薄膜在此影响下，也将引来大起伏添加。可穿戴设备商场规划的快速添加，将推进石墨烯薄膜运用于柔性显现的商场规划大幅进步。可穿戴设备要求高水平的柔性显现屏，全球柔性显现商场收入规划呈逐年添加趋势，具有透光性和高柔性的石墨烯薄膜在柔性显现中的运用商场规划有望迎来快速开展。跟着我国可穿戴设备商场规划的不断扩张，石墨烯运用在柔性显现的商场规划也将引来巨大进步。

　　石墨烯是杰出的化学传感器制造资料。这个进程首要是通过石墨烯的表红外光束激起等离子面子吸附功用来完结的，石墨烯化学探测器的灵敏度十分高。石墨烯一同的二维结构使它对周围的环境十分灵敏。石墨烯是电化学生物传感器的抱负资料，石墨烯制成的传感器在医学上具有杰出的灵敏性。 石墨烯传感器在国内的商场规划在 2019 年抵达了 2 亿元，年复合添加率约为71%。估计到到 2020 年，石墨烯传感器在国内的商场规划约为 4 亿元，完结了十倍扩张。

　　跟着商场中医学，化学及可穿戴设备等方面关于石墨烯传感器越来越多的需求，以及石墨烯薄膜制造本钱逐渐下降，石墨烯传感器将越来越多地运用于商场中，开展潜力巨大。

　　全球石墨烯职业仍处于工业化起步阶段。商场以石墨烯粉体和石墨烯薄膜为主导，虽然大规划出产仍存在必定困难，但未来开展空间宽广。从商场规划来看，2014 年以来，全球石墨烯商场规划快速添加，2019 年全球石墨烯商场规划约为 1.1 亿美元，估计在 2025 年抵达 21 亿美元，2020 至 2025 年石墨烯复合年添加率将抵达 40%，尤其是散热资料、新动力电池、柔性显现和复合资料商场。石墨烯因其优异的资料特性具有巨大的潜力。 石墨烯职业正处于大规划工业化前夕，国际各国关于石墨烯都给予了高度重视，全球已有 80 多个国家投入石墨烯的研制、出产，尤其是一些发达国家聚集石墨烯下流运用的研制，例如美、欧、日、韩等区域密布发布方针、投入很多资金，扶持石墨烯相关产品研制和工业化运用，对推进石墨烯工业开展做出了战略部署。

　　欧美企业占有全球石墨烯工业链关键环节。欧美企业在石墨烯制备技能，复合资料、中心电子元件等运用产品坚持抢先优势，而亚洲石墨烯运用商场远景向好。不仅如此，IBM、英特尔、陶氏化学、三星等国际闻名跨国企业纷繁将石墨烯及其运用技能作为长时间战略开展方向，并且还呈现出了大批专门从事石墨烯研制、出产和运用的组织和企业。

　　国内工业链开端成型，国内以新动力范畴为主。 我国石墨烯工业远景宽广，工业规划继续添加。 一同我国政府高度重视石墨烯工业开展，已将石墨烯列入我国“十三五规划”的 165 项严重工程。 我国石墨烯职业正处于商场导入期，产品没有老练，职业利润率较低，但商场添加率较高。 估计跟着石墨烯制备技能的不断打破和下流运用的不断老练，将进一步促进和推进石墨烯的运用开展及商场规划扩展。 我国石墨烯工业链近年来已开端打通，上下流链条逐渐完善，上游石墨矿开发技能不断立异，中游石墨制备办法不断改进，下流运用范畴研制不断拓宽。 正是因为工业链不断开展，我国石墨烯商场规划有继续较快添加的趋势。 石墨烯作为“新资料之王”，现在大规划制备方法仍存在缺点，下流运用范畴仍未被开发彻底，所以仍保有较大的开展潜力。 现在我国现已构成京津冀鲁、长江三角洲和珠江三角洲的三大聚合区，多地分布式开展的石墨烯工业格式。 从全体石墨烯工业链布局来看，中游范畴： 我国自 2018 年以来，石墨烯粉体和薄膜的出产规划进一步扩展，石墨烯工业化趋势日益微弱，多个石墨烯工业立异中心开端创建，例如常州第六元素、青岛昊鑫、宁波墨西等多家企业已具有国内抢先的石墨烯粉体出产线； 长沙暖宇新资料科技公司年产值 100 万平方米的石墨烯膜出产线已开建，估计建成后将成为国内第二大石墨烯膜出产线。 各地各种石墨烯制备技能不断打破立异，下流运用工业化也逐渐拓宽。

　　智东西以为，自2010年，物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授捧起诺贝尔物理学奖那一刻起，石墨烯一举成为引人注目的新资料，在半导体工业、光伏工业、航天、军工等传统范畴及新动力、新资料等新式范畴发挥着日益重要的效果，是资料界的“网红一哥”。通过多年的开展，我国石墨烯的研讨现已进入国际一线水平，相关工业链也现已开端构成，未来跟着研制的进一步深化，石墨烯的运用也将越来越广泛，到时信任会有一系列新工业呈现。

　　CGIA企业需求服务中心是由石墨烯联盟（CGIA）建立的，以推进石墨烯下流运用为己任，致力于建立供需对接渠道的服务部门。中心着力于处理需求痛点，立异服务形式，为企业供给专业、高效、精准的需求对接服务，建议以处理需求痛点，进步企业价值，完结一同生长为方针；以支撑企业精准掌握商场定位，推进产品技能转型晋级，加速技能产品运用推行及商业化，助力区域新旧动能转换为价值表现。咱们等待怀揣愿望，情投意合的朋友找到咱们，一同去降服愿望和未来~