石墨烯行业深度报告-市场前景光明,产业化尚需时间

行业内重点公司推介

公司代码公司名称投资评级

000009 中国宝安无000928 中钢吉炭无600516 方大炭素

无

石墨烯市场巨大，产业化尚需时间

报告要点

石墨烯的发现：

石墨烯是一种由碳原子按照六边形进行排布并相互连接而成的碳分子，其结构非常稳定。石墨烯具有高导电性、高韧度、高强度、超大比表面积等特点，在电子、航天军工、新能源、新材料等领域有广泛应用。石墨烯在电子行业的应用中研发的方向主要有四个领域，包括

1、石墨烯可替代晶硅应用在将芯片领域，将芯片速度提高到THZ 级别。全球每年半导体晶硅的需求量在2500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5000亿元以上。

2、石墨烯制成的锂离子电池负极材料能够大幅提高电池性能。全球每年负极材料的需求量在2.5万吨以上，并保持20%以上增长。石墨烯作为负极材料应用在十分之一的锂离子电池中，其需求量也在250吨以上。

3、石墨烯制成的超级电容器，充电时间只需1毫秒。2010年全球超级电容市场规模在50亿美元，并保持着20%的增长率，随着未来超级电容器的放量，石墨烯的应用空间巨大。

4、石墨烯可以替代ITO 作为导电材料制成显示器件。预计2011年全球ITO 导电玻璃的需求量在8500-9500万片，石墨烯的替代空间巨大。石墨烯规模化供应和需求均没有形成，在8-10年内无法形成产业化 1、国际上的研究热点是石墨烯的导电性、导热性、制备方法以及纳米材料的研究等；我国的研究主要集中在纳米材料、材料应用研究等领域。国际上石墨烯的专利主要在石墨烯的制备、能源领域应用、显示技术方面、石墨烯纳米材料及石墨烯复合材料等领域，我国的专利更多集中在石墨烯的制备和石墨烯复合材料的应用领域。

2、行业仍在量产摸索阶段，目前主要的制备方法有微机械剥离法、外延生长法、氧化石墨还原法和气相沉积法；其中氧化石墨还原法由于制备成本相对较低，是目前主要制备方法。

3、石墨烯没有形成下游的应用和需求，目前最大的应用还是为各大科研院校的实验使用；下游需求尚还没有形成，大规模产业应用尚需很长的时间。

4、国内从事石墨烯研究的机构主要为各大科研院校及一些石墨产品生产企业，只能小量生产石墨烯样品，并没有规模化生产的能力。行业相对市场表现（近12

个月）

-30%

-20%-10%0%10%20%30%2010/2

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2010/8

2010/11

材料

上证综合指数

资料来源：Wind 资讯

行业内跟踪公司比较 PE PB

EV/EBITDA PE PB

EV/EBITDA 相关研究

分析师：陈志坚

(8621)68751090 chenzj@https://www.360docs.net/doc/8c7944215.html,

执业证书编号：S0490510120018联系人：彭琦

(8621) 68751090 pengqi@https://www.360docs.net/doc/8c7944215.html,

材料行业

行业深度研究报告

“无投资评级”

2011-2-20

正文目录

认识石墨烯 (4)

新型材料石墨烯的发现 (4)

堪称超级的物理特性 (4)

应用领域广泛，市场潜力无限 (5)

石墨烯基处理器运行速度将达1000GHz (5)

石墨烯提升锂离子电池性能 (6)

石墨烯推动超级电容器发展 (7)

石墨烯可制成能够折叠的显示器 (9)

石墨烯产业现状“长路漫漫，其修远矣” (9)

各国的石墨烯文献发表量持续增加 (9)

各国积极进行专利布局 (10)

目前行业还在量产摸索阶段 (11)

国内的供需情况 (12)

相关上市公司 (13)

中国宝安 (13)

中钢吉炭 (13)

方大炭素 (14)

行业研究（深度报告）图表目录

图1：石墨烯的发现人和石墨烯分子结构 (4)

图2：多晶硅晶体和硅基处理器 (5)

图3：2001-2012年全球电子类多晶硅需求量 (6)

图4：锂离子电池的结构和充放电原理 (6)

图5：各种锂离子负极材料性能 (6)

图6：2008-2013年全球负极材料需求量 (7)

图7：普通电容器和超级电容器结构 (7)

图8：2005-2010年全球超级电容器市场规模 (8)

图9：未来石墨烯将制成可折叠的显示器 (9)

图 10：全球石墨烯文献发表情况分布 (10)

图 11：各国石墨烯专利申请情况分布 (10)

表1：四种石墨烯生产方法的对比 (12)

表2：国内主要石墨烯研究机构情况 (13)

认识石墨烯

新型材料石墨烯的发现

2010年的诺贝尔物理学奖将石墨烯带入了人们的视线。2004年英国曼彻斯特大学的安德烈.海姆教授和康斯坦丁.诺沃肖洛夫教授通过一种很简单的方法从石墨薄片中剥离出了石墨烯，为此他们二人也荣获2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯是一种二维晶体，由碳原子按照六边形进行排布，相互连接，形成一个碳分子，其结构非常稳定；随着所连接的碳原子数量不断增多，这个二维的碳分子平面不断扩大，分子也不断变大。单层石墨烯只有一个碳原子的厚度，即0.335纳米，相当于一根头发的20万分之一的厚度，1毫米厚的石墨中将将近有150万层左右的石墨烯。

图1：石墨烯的发现人和石墨烯分子结构

资料来源：长江证券研究部

石墨烯是已知的最薄的一种材料，并且具有极高的比表面积、超强的导电性和强度等优点。堪称超级的物理特性

石墨烯是目前已知的最薄的一种材料，单层的石墨烯只有一个碳原子的厚度，这种厚度的石墨烯拥有了许多石墨所不具备的特性。

导电性极强：石墨烯中的电子没有质量，电子的运动速度超过了在其他金属单体或是半导体中的运动速度，能够达到光速的1/300，正因如此，石墨烯拥有超强的导电性。

超高强度：石墨是矿物质中最软的，其莫氏硬度只有1-2级，但被分离成一个碳原子厚度的石墨烯后，性能则发生突变，其硬度将比莫氏硬度10级的金刚石还高，却又拥有很好的韧性，且可以弯曲。

超大比表面积：由于石墨烯的厚度只有一个碳原子厚，即0.335纳米，所以石墨烯拥有超大的比表面积，理想的单层石墨烯的比表面积能够达到2630 m2/g，而普通的活性炭的比表面积为1500 m2/g，超大的比表面积使得石墨烯成为潜力巨大的储能材料。

行业研究（深度报告）

应用领域广泛，市场潜力无限

石墨烯是一种技术含量非常高、应用潜力非常广泛的碳材料，在半导体产业、光伏产业、锂

离子电池、航天、军工、新一代显示器等传统领域和新兴领域都将带来革命性的技术进步。

石墨烯尚未形成产业化，售价非常的高，目前国内的售价在2000元/克以上，接近于黄金价

格的十倍左右。石墨烯凭借其特殊的物理结构和特质，在多个领域都将带来革命性的变革，

一旦量产毕将成为下一个万亿级的产业。

石墨烯基处理器运行速度将达1000GHz

多晶硅目前已经成为半导体产业的基础原料，被大量应用于集成电路的基质，有着“微电子

大厦的基石”之称。随着制作工艺的不断提升，目前硅基芯片的运行速度已经达到了GHz

的级别。

图2：多晶硅晶体和硅基处理器

资料来源：长江证券研究部

随着技术的不断进步，对于计算机运行速度的要求也不断提高，目前的硅基集成电路的发展

受到了本身材料的限制，在室温下硅基处理器的运行速度达到4-5GHz后就很难在继续提

高。

石墨烯拥有比硅更高的载流子迁移率（即载流子在电场作用下运动速度快慢的量度），是一

种性能非常优异的半导体材料，电子在石墨烯中的运行速度能够达到光速的1/300，要比在

其他介质中的运行速度高很多，而且只会产生很少的热量。使用石墨烯作为基质生产出的处

理器能够达到1THz（即1000GHz）。石墨烯未来很可能成为硅的替代者，成为半导体产业

新的基础材料。

全球半导体晶硅的市场发展稳定，据半导体协会统计，2010年全球电子多晶硅的需求量将

在2500吨左右，未来两年仍将保持每年8%的稳定增长率。

石墨烯集成电路技术成熟将会带来一次新的革命。如果未来全球每年有十分之一的高端计算

机有运用石墨烯基集成电路，替换多晶硅所需要的石墨烯就需要250吨，按照目前市价2000

元/克计算，石墨烯在集成电力领域的潜在市场就达到了5000亿元以上。

图3：2001-2012年全球电子类多晶硅需求量

资料来源：半导体产业协会

石墨烯提升锂离子电池性能

锂离子电池已经成为当前用途最广泛、前景最广阔的电池能源，其结构由正极、负极、隔膜和电解液组成，隔膜一般使用聚乙烯薄膜，电解质主要是高氯酸锂等锂盐溶液构成。

充电时，锂离子从正极拖嵌，通过电解质和隔膜，嵌入到负极；放电时则相反，锂离子从负极脱嵌，通过电解质和隔膜，嵌入到正极中。

图4：锂离子电池的结构和充放电原理

资料来源：长江证券研究部

锂离子电池负极材料经历了从焦炭类碳材料到石墨类碳材料的发展，电池的性能得到了大幅的提升，石墨类碳材料目前已经成为最主流的负极材料。

碳材料根据其结构特点可以分为石墨化炭、无定形炭和石墨炭。石墨烯作为一种从石墨中分离出来的新型碳质材料，加入到锂离子电池中能够大幅提高导电性。而且实验表明，将石墨烯应用于锂离子电池的负极材料中，其比容量可以达到540mAh/g以上，如果在其中参入碳纳米管后，负极的比容量可以达到730mAh/g，而目前普通的人造石墨负极的比容量只有370mAh/g，可见石墨烯作为负极材料能够大幅提高锂离子电池性能。

图5：各种锂离子负极材料性能

行业研究（深度报告）

资料来源：NREL 长江证券研究部

随着世界各国对新能源汽车的大力推广，未来对于锂离子电池的需求量也将保持持续增长的

态势；根据IEK的预测，2008-2013年全球的负极材料的需求量将保持年均20%的增长率，

到2013年全球的负极材料需求量将达到3.7万吨以上。

图6：2008-2013年全球负极材料需求量

资料来源：IEK 长江证券研究部

石墨烯能够大幅提升锂离子电池性能，未来将在负极材料领域有广阔的市场前景。锂离子电

池由提升自身性能的内在需求，这也是石墨烯在负极材料中的应用形成了促进。未来有1%

的锂离子电池由使用石墨烯负极材料的需求，那每年对于石墨烯的需求就在250吨以上。

石墨烯推动超级电容器发展

超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，能够在几秒钟内完成充

电，其容量能够达到几百甚至上千法拉；具有容量大、功率高、使用寿命长等特点。超级电

容器不同于电池，在充放电时不会发生化学反应，电能的存储或释放都是通过静电场建立的

物理过程完成的。

超级电容器的结构和普通电容器类似，在两极板中间添加了一个隔膜，而且超级电容器的电

极材料选择的较为特殊。

图7：普通电容器和超级电容器结构

资料来源：IEK 长江证券研究部

碳材料是最早也是应用最为广泛的电极材料，目前使用的碳材料主要包括活性炭、活性碳纤维、炭气凝胶等，这些碳材料的基元都是石墨烯。由于超级电容器是通过导体表明来存储电荷，所以适合电子聚集的有效表面积越大其容量就越大；而石墨烯具有超大的比表面积，单层石墨烯的比表面积能都达到2630 m2/g，是极为理想的超级电容器储能材料。

实验表明使用石墨烯作为电极的超级电容器能够产生相同体积电容器6倍以上的容量，大大提高了超级电容器的性能。

目前全球超级电容器的应用领域主要集中在数码相机、电动车系统、变配电站、智能水表、太阳能发电和风能发电等领域；作为技术发展的方向，未来超级电容器的市场规模将保持快速增长，特别是在一些需要高功率、高效率的领域，超级电容器已经开始替代传统电池。

图8：2005-2010年全球超级电容器市场规模

资料来源：中国电子元器件协会长江证券研究部

2010年全球超级电容的市场规模将达到50亿元，并保持着20%的增长速率。而石墨烯作为电极制成的超级电容器将在性能上有极大的提高，未来随着超级电容器的逐步推广，石墨烯也将面临巨大的市场空间。

行业研究（深度报告）

石墨烯可制成能够折叠的显示器

目前的显示器和触摸屏等器件中的导体材料，主要是使用的氧化铟锡ITO材料。但由于ITO

材料韧性相对较差，在折叠或是拉伸时可能会影响现象的效果。石墨烯由于由于其特殊的分

子结构而有非常高的导电性，而且石墨烯几乎完全透明；这两种性质使得石墨烯本身就是一

种性能非常好的透明导体材料，适合用于制作显示器件。石墨烯的另一个特性是具有高韧性，

能够拉伸20%而不断裂。使用石墨烯作为导体材料，能够制成可以折叠、伸缩的显示器件。

目前触摸屏和液晶显示器主流的透明导体材料是ITO材料，但相比ITO材料，石墨烯拥有

更高的强度和更好的韧性，作为透明导体材料，能够制成可以弯曲折叠的显示器件。

图9：未来石墨烯将制成可折叠的显示器

资料来源：长江证券研究部

2011年全球仅触摸屏所需要的ITO导电玻璃就近4500万片，加上公共查询、医疗仪器和

游戏机等方面的应用，预计2011年ITO导电玻璃的市场容量在8500-9500万片，石墨烯将

具有很大的替换空间。

石墨烯产业现状“长路漫漫，其修远矣”

石墨烯目前还处在研发阶段，各国对于这个新兴材料还处于一个专利布局期，尚还没有出现

产业化动向，整个产业链也还没有形成。目前制备石墨烯的技术工艺不成熟，还没有达到一

致性的品质，而且成品面积都非常小，不能适应工业化应用。但高达2000元/克的产品价格

和广阔的市场前景更是让各方对石墨烯研究一直没有停止过。

各国的石墨烯文献发表量持续增加

全球针对石墨烯的研究都在进行，截至到2010年，全球共有8434片相关的研究论文，共

来自79个国家和地区。排名前十的国家发表的文献量占总量的92.96%。美国在作为世界

科学技术研究最发达的国家，其石墨烯研究方面的文献量达2683份，占总量的31.81%；

我国在石墨烯研究文献发表量为1201份，占比14.24%，位居全球第二位。显示出了我国

在石墨烯领域不居人后，积极布局的决心。

图 10：全球石墨烯文献发表情况分布

资料来源：长江证券研究部

国际上石墨烯的研究论文主要分布在高分子物理学、材料科学以及应用物理学等领域；研究的热点主要在材料的导电性、导热性、石墨烯的制备研究及纳米材料研究等方向。

中国发表的石墨烯论文主要分布在材料科学、物理化学、纳米技术、应用物理学以及高分子物理学等领域；研究的热点主要在纳米材料、材料应用研究等方向。

各国积极进行专利布局

各国目前都在积极进行石墨烯的研究和专利布局，如陶氏化学、通用、三星电子株式会社、施乐公司等等国际大牌厂商都在积极推进石墨烯产业的研究，从2004年至今，国际上关于石墨烯的专利申请已经达到了1400余项，主要在石墨烯的制备、能源领域的应用、显示技术方面的应用、石墨烯纳米材料以及石墨烯复合材料等方面。

图 11：各国石墨烯专利申请情况分布

资料来源：长江证券研究部

行业研究（深度报告）

国内目前进行石墨烯研究的主要是各大院校以及研究机构，如北京大学、清华大学、上海交

通大学等院校以及如中国科学院国家纳米科学中心等科研机构等。相对国际巨头的专利布

局，我国也在进行石墨烯专利的申请，目前国内机构已经取得了150余项国家专利，主要

集中在石墨烯的制备和石墨烯复合材料领域。

目前行业还在量产摸索阶段

石墨烯目前仍然处于研究阶段，全球范围内都没有实施大规模量产的先例，这主要是由于还

没有找到一种适合大规模生产的方法和途径，同时这也是石墨烯成本一直居高不下的原因。

目前石墨烯主要的制造方法包括四种，分别是：微机械剥离法、外延生长法、氧化石墨还原

法和气象沉积法。

微机械剥离法

微机械剥离法是直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。具体流程如下：首先利用氧离

子等在1mm厚的高定向热解石墨（HOPG）表面进行离子刻蚀，当表面刻蚀出宽度在

20μm~2mm，深度在5μm的微槽后将其用光刻胶粘到玻璃衬底上，再用玻璃胶带进行

反复撕揭，然后将多余的HOPG去除并将粘有微片的玻璃衬底放入丙酮溶液中进行超

声一段时间，最后将单晶硅片放入丙酮溶液中，利用范德华力或毛细管力将单层石墨烯

“捞出”，从而获得石墨烯片。

微机械剥离法虽然是相对比较简单的一种方法，缺点是能够获得的单层石墨烯的尺寸大

小不一、不易控制，很难获得足够长度的石墨烯，不能满足工业化需求。

外延生长法

外延生长法是在高温和超高真空中使得单晶碳化硅（SiC）中的硅原子蒸发，剩下的碳原子

经过结构重排形成石墨烯单层或多层，从而得到石墨烯片。

外延生长法所获得的石墨烯面积较大，且质量较高。但缺点是由于单晶SiC的价格昂贵，石

墨烯的制作成本非常高，而且生长条件也很苛刻。另外，使用外延生长法生成的石墨烯不易

转移到别的基体上使用，所以主要用于以SiC为衬底的石墨烯器件。

氧化石墨还原法

氧化石墨还原法是目前成本最低且最容易实现规模化生产的石墨烯制备方法。氧化石墨还原

法是将天然石墨与强酸和强氧化物质反应生成氧化石墨（GO），经过超声分散制备成氧化石

墨烯（单层氧化石墨），加入还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团，如羧基、环氧基和羟基，

得到石墨烯。

氧化石墨还原法以其简单易行的工艺成为制备石墨烯的最简单方法，但由于石墨烯本身具有

极大的比表面积，非常容易发生不可逆转的团聚现象，而降低石墨烯的属性。

氧化石墨还原法制作石墨烯相对高效、环保、且成本较低，并能够大规模工业化生产；这种

方法的缺点是在氧化还原的过程中，石墨烯的电子结构以及晶体的完整性容易受到强氧化剂

的破坏，进而影响石墨烯的分子特性。

气相沉积法

化学气相沉积是目前应用最广泛的一种大规模工业化制备半导体薄膜材料的沉积技术。其原

理为将一种或多种气态物质导入到一个反应腔内发生化学反应，生成一种新的材料沉积在衬

底表面。具体方法是将含碳原子的气体有机物如甲烷（CH4）、乙炔（C2H2）等在镍或铜等金属基体上高温分解，脱出氢原子的碳原子会沉积吸附在金属表面连续生长成石墨烯。

气相沉积法制作石墨烯相对简单易行，可以大面积成长，且或得到的石墨烯较为完整，质量较好，转移到其他基体上使用也不困难，但此种方法最大的缺点就是成本很高，很难达到工业化的要求。

表1：四种石墨烯生产方法的对比

生产方法产品尺寸产品质量制造成本是否适合产业化微机械剥离法中小尺寸分子结构较为完整较低不易形成量产外延生长法大尺寸薄片不容易与SiC分离较高适合小批量生产氧化石墨还原法大尺寸分子结构胶容易被破坏较低可以大规模生产气相沉积法大尺寸结构完整，质量较好较高可以大规模生产

资料来源：长江证券研究部

石墨烯产业还在量产探索阶段，还没有发现一种成熟的方法能够批量生产性能优质的石墨烯。

目前氧化石墨还原法相对更加容易量产，是生产石墨烯的主流制备工艺。不过通过氧化还原法，容易使得石墨烯的分子结构收到破坏，而降低了石墨烯的性能；另外，氧化还原法得到的石墨烯溶液中石墨烯非常容易发生团聚现象，使得产品很多的性能与理论值有很大差距。

石墨烯另一个相对较成熟的制备方法是气相沉积法。但仍然很多技术问题没有解决，如：使用气相沉积法所得的石墨烯相对机械剥离法制备的石墨烯难以运输；一些使用气相沉积法所得石墨烯的属性（量子霍尔效应）并没有在气象沉积法制备的石墨烯中发现，说明气相沉积法可能会影响石墨烯的特性；而且使用气相沉积法得到的石墨烯片只能达到平方厘米的量级，难以满足石墨烯的工业化应用。

石墨烯的目前还不具备工业化生产的条件，各国都在针对石墨烯的制备进行积极的探索，也不断的有新的制备方法出现，业内预计2015年前就能够实现石墨烯的规模化量产。

国内的供需情况

石墨烯产业最大的瓶颈在于还没有形成完整的产业链，目前仍没有一种可以应用石墨烯的产品能够规模化生产。对石墨烯最大的需求仍然是各大院校及科研机构的研究使用。

石墨烯的高强度、高导电性及传热性、超大的比表面积等特性能够在航天军工、锂离子电池、超级电容器等多领域有潜在应用，但由于其成本过高，一直都处于研究阶段。从目前的技术发展来看，最有可能实现工业化使用石墨烯的下游行业是复合材料领域和显示技术领域。

将石墨烯添加到塑料、橡胶、涂料等基体中，可以大幅增强产品的性能，如强度、韧度、导电性及传热性等，在符合材料领域的应用也是目前石墨烯最大的产业化应用。

行业研究（深度报告）

目前的显示器件中应用最广泛导体材料是氧化铟锡ITO材料，将石墨烯作为导体材料制成显

示器件，将增强器件的韧度，制成可以折叠的薄膜显示器。业内也预计显示技术领域的应用

将是下一个能够产业化应用的领域。

目前国内还没有能够实现石墨批量化生产的企业或研究机构，多数企业只能小量生产石墨

烯，所使用的生产技术多为氧化还原法，生产出的石墨烯溶液也存在很多技术上需要突破的

问题。

表2：国内主要石墨烯研究机构情况

机构名称机构背景及主营

国家纳米科学中心中科院旗下的科研机构，对石墨烯的研究主要针对其生产工艺和在传导领域的应用。目前能够实现石墨烯的小批量生产。

厦门凯纳石墨烯技术

有限公司公司从03年开始对高端石墨的研究，而后重点针对石墨烯的生产工艺和产业化，目前能够实现石墨烯小批量生产。公司目前对于石墨烯微片已经实现年产50吨的能力。

南京先锋纳米材料科技有限公司公司位于南京大学科技园区中，依靠南京大学的研发优势，目前已经成为国内石墨烯产业的领先企业；目前除能够小量生产石墨烯产品外，还作为美国ACS MATERIAL中国区的一级代理，销售石墨烯系列产品。

上海纳腾仪器公司公司是一家主营科研教学仪器及耗材销售的专营公司，目前代销石墨烯相关产品。

深圳贝特瑞公司是国内最大的碳负极材料生产企业，公司在原有石墨技术基础上，对石墨烯进行研发和产业化公关，目前公司已经完成石墨烯小试，正在进行中试。

上海玻色智能科技有

限公司公司是一家仪器设备代理商与系统集成业务的综合性服务商，主营业务为光谱仪及光纤的销售，目前代销石墨烯相关产品。

南京吉仓纳米科技有

限公司公司位于南京大学科技园区中，主要进行石墨烯系列产品的制备和销售，目前具备小量制备石墨烯的能力。

石墨烯性能简介

第一章石墨烯性能及相关概念 1 石墨烯概念石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯狭义上指单层石墨，厚度为0.335nm，仅有一层碳原子。但实际上，10层以内的石墨结构也可称作石墨烯，而10层以上的则被称为石墨薄膜。单层石墨烯是指只有一个碳原子层厚度的石墨，碳原子-碳原子之间依靠共价键相连接而形成蜂窝状结构。完美的石墨烯具有理想的二维晶体结构，由六边形晶格组成，理论比表面积高达2.6×102m2 /g。石墨烯具有优异的导热性能(3×103W/(m?K))和力学性能(1.06×103 GPa)。此外，石墨烯稳定的正六边形晶格结构使其具有优良的导电性，室温下的电子迁移率高达1.5×104 cm2 / (V·s)。石墨烯特殊的结构、突出的导热导电性能和力学性能，引起科学界巨大兴趣，成为材料科学研究热点。石墨烯结构图

2 石墨烯结构石墨烯指仅有一个原子尺度厚单层石墨层片，由 sp2 杂化的碳原子紧密排列而成的蜂窝状晶体结构。石墨烯中碳 -碳键长约为 0.142nm。每个晶格内有三个σ键，连接十分牢固形成了稳定的六边状。垂直于晶面方向上的π键在石墨烯导电的过程中起到了很大的作用。石墨烯是石墨、碳纳米管、富勒烯的基本组成单元，可以将它看做一个无限大的芳香族分子，平面多环烃的极限情况就是石墨烯。形象来说，石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构，看上去就像一张六边形网格构成的平面。在单层石墨烯中，每个碳原子通过 sp2 杂化与周围碳原子成键给构整流变形，每一个六边单元实际上类似苯环，碳原子都贡献出个一个未成键电子。单层石墨烯厚度仅0.35nm ，约为头发丝直径的二十万分之一。石墨烯的结构非常稳定，碳原子之间连接及其柔韧。受到外力时，碳原子面会发生弯曲变形，使碳原子不必重新排列来适应外力，从而保证了自身的结构稳定性。石墨烯是有限结构，能够以纳米级条带形式存在。纳米条带中电荷横向移动时会在中性点附近产生一个能量势垒，势垒随条带宽度的减小而增大。因此，通过控制石墨烯条带的宽度便可以进一步得到需要的势垒。这一特性是开发以石墨烯为基础的电子器件的基础。

石墨烯调研报告

石墨烯报告一、石墨烯定义、性质 (一)石墨烯定义 “中国石墨烯产业技术创新战略联盟”发布的1号标准文件中，对石墨烯的定义如下：石墨烯是一种二维碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯、和少层石墨烯的统称。单层石墨烯是指由一层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。双层石墨烯是指由两层以苯环结构周期性紧密堆积的碳原子层以不同堆垛方式（包括AB堆垛，AA堆垛，AA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。少层石墨烯是指由3-10层以苯环结构周期性紧密堆积的碳原子层以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。图1 石墨烯的分类石墨烯发展历史。石墨烯作为当下最热门的新材料之一，其经历了如下的发展历程：图2 石墨烯的发展历程 (二)石墨烯性质

石墨烯的出现，有望在构造材料、电子器件功能性材料等诸多领域引发材料革命。由于其具有许多特殊性质，有日本的研究人员惊呼石墨烯是“神仙创造” 的材料。许多学者称石墨烯为“改变21世纪的材料”，并预测“21世纪将是碳（C）的时代”。相比于现有材料，石墨烯拥有众多“史上最强”性能。超强导电性：由于石墨烯拥有完美的“二维”平面晶格结构，因此电子在晶格中移动时，不会因为晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。另外，由于石墨烯中碳原子之间作用力很强，使得运动中的电子受到的干扰极小，即使在周围碳原子发生碰撞时也是如此，因此电子具有非常快的运动速度（能够达到光速1/300），远远超过了电子在其他金属导体或半导体中的运动速度，正因如此，石墨烯拥有超强的导电性能。超高强度：石墨烯的硬度高于金刚石，是目前为止人类已知的硬度最高的物质。由于高的硬度，石墨烯拥有很高的强度，其强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。而同时它又拥有很好的韧性，且可以弯曲。导热性能：石墨烯的导热性能优于碳纳米管。普通碳纳米管的导热系数可3500w/m·k，各种金属中导热系数相对较高的有银、金、铜、铝。而单层石墨烯的导热系数可达5300w/m·k。优异的导热性能使得石墨烯有望作为未来超大规模纳米集成电路的散热材料。超大比表面积：由于单层石墨烯只有一个碳原子厚（0.335nm），所以石墨烯拥有超大的比表面积。在理想情况下，单层石墨烯的比表面积能够达2630m2/g，而目前普通的活性炭的比表面积为1500 m2/g，石墨烯这种比表面积超大的特性使它在储能领域的应用潜力巨大。图3 石墨烯史上最强性能除此之外，石墨烯还有众多“独特”的特点：图4 石墨烯独特性质

石墨烯量子点调研报告

石墨烯调研报告（石墨烯量子点）零维的石墨烯量子点(grapheme quantum dots, GQDs)，由于其尺寸在10nm以下，同二维的石墨烯纳米片和一维的石墨烯纳米带相比，表现出更强的量子限域效应和边界效应，因此，在许多领域如太阳能光电器件，生物医药，发光二极管和传感器等有着更加诱人的应用前景。 GQDs的制备 GQDs具有特殊的结构和独特的光学性质，即有量子点的光学性质又有氧化石墨烯特殊的结构特征。GQDs的粒径大多在10 nm左右，厚度只有0.5到1.0 nm，表面含有羟基、羰基、羧基基团，使得其具有良好的水溶性。 GQDs的制备方法有自上而下法(top-down)与自下而上法(bottom-up)两种。top-down 法指将大片的石墨烯母体氧化切割成尺寸较小的石墨烯纳米片，经进一步剪切成GODs，主要有水热法、电化学法和化学剥离碳纤维法。水热法是制备GQDs最为常见的一种方法，先将氧化石墨烯在氮气保护下热还原为GNSs，接着将GNSs置于混酸（混酸体积比VH2SO4/VHNO3 =1:3）中超声氧化，再将氧化的GNSs置于高压反应釜中200℃热切割。反应机理如图3所示，Pan等采用该方法化学切割石墨烯制备GQDs，其径主要分布在5-14 nm，并发现量子点在紫外区有较强光学吸收，吸收峰尾部扩展到可见区。光致发光光谱一般是宽峰并且与激发波长有关，当激发波长从300到407 nm变化，发射峰向长波方向移动，激发波长为60nm时，量子点发出明亮的蓝色光，此时发射峰最强。图3. 水热法制备GQDs反应机理 Fig. 3 mechanism for the preparation of GQDs by hydrothermal method Jin等采用两步法，先用水热法制备出GQDs，再将聚乙二醇二胺修饰到GQDs 上。该法制备的胺功能化的石墨烯量子点可通过功能化物的迁移效应有效地调节石墨烯量子点的光致发光性能。

2018年石墨烯行业市场分析报告

２０１８年石墨烯行业市场分析报告

投资要点核心观点 2017年石墨烯产业化加速发展，随着《“十三五”材料领域科技创新专项规划》中重点发展石墨烯的政策颁布，在国家战略的大力支持和资本投入下，石墨烯下游应用有望实现产业化突破。石墨烯行业热点不断，百家争鸣，一派欣欣向荣之后隐现虚火过旺。面对石墨烯行业鱼龙混杂的现状，去伪存真，挖掘真正的石墨烯标的，成为该行业投资制胜的关键。氧化还原法作为最具潜力的石墨烯规模制备方法，其下游应用之一石墨烯锂电导电剂有望成为石墨烯产业化应用的突破点。建议跟踪国家扶持政策、高校科研成果等，短期适合主题投资，静候相关公司应用层面的产业化突破，提前布局石墨烯优质标的，关注道氏技术、东旭光电。中国石墨烯产业化位居世界前列，相关企业遍地开花，去伪存真成关键石墨烯产业是中国少数位居世界发展前列的产业之一。石墨烯产业化在我国起步早，发展迅速。得益于科研单位的技术进展，政府的政策支持，以及相关产业资金的大力投入，目前已经形成了囊诺几乎所有石墨烯下游应用的局面，呈现出“百花齐放百家争鸣”的大好形势。随着《中国制造2025》以及《“十三五”材料领域科技创新专项规划》中重点发展石墨烯的政策颁布，石墨烯产业化进一步迎来了投资热潮。但是重赏之下，有勇夫李逵亦有充数李鬼。面对石墨烯行业虚火过旺鱼龙混杂的问题，去伪存真、发掘真正投资办实事的石墨烯企业成为关键所在。石墨烯下游市场突破点——锂电池导电剂随着石墨烯应用的兴起，对于产业链上游石墨烯原料的需求日益增加，如何实现石墨烯原料的大规模制备成为业界最关心的问题，也是目前制约石墨烯产业飞速发展的最大瓶颈。决定量产的关键因素首先是技术成熟度，其次是制造成本和产业应用障碍。氧化还原法凭借技术成熟、成本低、产业化应用障碍少，成为最有前景的石墨烯规模制备方案。石墨烯主要分为粉体（微片）和薄膜两类，氧化还原法制备得到的是石墨烯粉体。在石墨烯粉体众多的下游应用中，石墨烯锂电池导电剂凭借市场规模巨大、替代现有体系简单、综合成本低的优势，有望率先成为石墨烯下游应用的突破点。

石墨烯基本特性

2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用高度定向的热解石墨首次获得了独立存在的高质量石墨烯，打破了传统的物理学观点:二维晶体在常温下不能稳定存在。两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯是一种碳原子分布在二维蜂巢晶体点阵上的单原子层晶体。被认为是构建所有其他维数石墨材料的基本单元，它可以包裹成零维的富勒烯，卷曲成一维的碳纳米管或者堆垛成三维的石墨，如图所示。石墨烯晶体C-C键长为0.142nm，每个碳原子4 个价电子中的3 个通过σ键与临近的3个碳原子相连，S、Px 和Py3个杂化轨道形成强的共价键合，组成sp2杂化结构。这些σ键赋予了石墨烯极其优异的力学性质和结构刚性。拉伸强度高达130Gpa，破坏强度为42N/m，杨氏模量为1.0TPa,断裂强度为125Gpa 与碳纳米管相当。石墨烯的厚度仅为0.35nm左右，是世界上最薄的二维材料。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。（百度百科）石墨烯的硬度比最好的钢铁强100倍，甚至还要超过钻石，是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料。

石墨烯结构示意图（10）石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。传统的半导体和导体，例如硅和铜，由于电子和原子的碰撞，传统的半导体和导体用热的形式释放了一些能量，2013年一般的电脑芯片以这种方式浪费了72%-81%的电能。而在石墨烯中，每个碳原子都有一个垂直于碳原子平面的σz轨道的未成键的p电子，在晶格平面两侧如苯环一样形成高度巡游的大π键，可以在晶体中自由高效的迁移，且运动速度高达光速的1/300，电子能量不会被损耗，赋予了石墨烯良好的导电性。晶格平面两侧高度巡游的大π键电子又使其具有零带隙半导体和狄拉克载流子特性宽频的光吸收和非线性光学性质, 以及室温下的量子霍尔效应等。常温

石墨烯量子点制备与应用

石墨烯量子点的概述石墨烯量子点的性质 GQDs是准零维结构的纳米材料，由于其自身半径小于波尔激发半径，原子内部的电子在三维方向上的运动均受到限制，所以量子局域效应十分显着，因此具有许多独特的物理和化学性质。其与传统的半导体量子点(QDs)相比，GQDs 具有如下独特的性质：不含高毒性的金属元素如镉、铅等，属环保型量子点材料；自身结构稳定，耐强酸和强碱，耐光漂白；厚度可达到单个原子层，横向尺寸可达到几个互相联接的苯环大小，却能够保持高度的化学稳定性；带隙宽度范围可调，原则上可通过量子局域效应和边缘效应在0～5 eV 范围内调节，从而将波长范围从近红外区扩展到可见光区及深紫外区，从而满足了各种技术对材料能隙和特征波长的要求；容易实现表面功能化，可稳定分散于常用的化学试剂，满足材料低成本加工处理的需求。GQDs拥有的发光特性主要是通过光致发光和电化学发光产生，其中荧光性能是GQDs最突出的性能，GQDs的荧光性质主要包括：激发荧光稳定性高且具有抗光漂白性；荧光发射波长可以进行可控调节，有些GQDs还具有上转换荧光性质；激发光谱宽且连续，可以进行一元激发、多元发射。目前关于GQDs的光致发光机理主要有两个：(1)官能团效应，即在GQDs表面进行化学修饰，使得GQDs表面产生能量势阱，表面物理化学状态发生显着变化，导致其荧光量子产率提高；(2)尺寸效应，即GQDs的荧光性能取决于粒径尺寸的大小。GQDs还是优良的电子给体和电子受体，因此GQDs在能量存储、光电转化和电磁学领域具有重要的研究意义，同时在生物、医学、材料、新型半导体器件等领域具有重要潜在应用价值。石墨烯量子点的制备 GQDs的合成方法可以分为两大类：自上而下法和自下而上法，如图1-1所示。自上而下法是通过简单的物理化学作用，进行热解和机械剥离块状石墨，得到尺寸较小的GQDs，是最常用的制备方法，比如改进的Hummers法，其使用的原料廉价，但是反应条件比较苛刻，制备周期比较长，通常需要经过强酸、强氧

2021石墨烯行业研究分析报告

2021年石墨烯行业研究分析报告

目录 1.石墨烯行业现状 (4) 1.1石墨烯行业定义及产业链分析 (4) 1.2石墨烯市场规模分析 (5) 2.石墨烯行业前景趋势 (6) 2.1石墨烯的应用领域十分广泛 (6) 2.2行业进入快速发展期 (6) 2.3产业集群逐步扩大 (7) 2.4用户体验提升成为趋势 (8) 2.5行业协同整合成为趋势 (8) 3.石墨烯行业存在的问题 (8) 3.1技术问题 (8) 3.2市场问题 (9) 3.3成本问题 (9) 3.4关键技术有待突破 (9) 3.5应用市场有待拓展 (10) 3.6标准体系有待完善 (10) 3.7产业结构调整进展缓慢 (11) 3.8供给不足，产业化程度较低 (11) 4.石墨烯行业政策环境分析 (13) 4.1石墨烯行业政策环境分析 (13)

4.2石墨烯行业经济环境分析 (13) 4.3石墨烯行业社会环境分析 (13) 4.4石墨烯行业技术环境分析 (14) 5.石墨烯行业竞争分析 (15) 5.1石墨烯行业竞争分析 (15) 5.1.1对上游议价能力分析 (15) 5.1.2对下游议价能力分析 (15) 5.1.3潜在进入者分析 (16) 5.1.4替代品或替代服务分析 (16) 5.2中国石墨烯行业品牌竞争格局分析 (17) 5.3中国石墨烯行业竞争强度分析 (17) 6.石墨烯产业投资分析 (18) 6.1中国石墨烯技术投资趋势分析 (18) 6.2中国石墨烯行业投资风险 (18) 6.3中国石墨烯行业投资收益 (19)

1.石墨烯行业现状 1.1石墨烯行业定义及产业链分析石墨烯行业是指从事石墨烯相关性质的生产、服务的单位或个体的组织结构体系的总称。深刻认知石墨烯行业定义，对预测并引导石墨烯行业前景，指导行业投资方向至关重要。石墨烯具有非常好的导热性、电导性、透光性，而且具有高强度、超轻薄、超大比表面积等特性，广泛应用于锂离子电池电极材料、太阳能电池电极材料、薄膜晶体管制备、传感器、半导体器件、复合材料制备、透明显示触摸屏、透明电极等方面。并且在政策的扶持鼓励下，我国石墨烯产业近年迎来大发展，被业界普遍看好其发展，国内企业也越来越重视对石墨烯的研究和投资。我国石墨烯行业在经过短暂的结构调整后，淘汰掉落后产能、筛选掉不合格企业，并且随着居民消费观念的转变和消费需求的

关于石墨烯电池的调研报告范文

关于石墨烯电池的调研报告 0引言《世界报》的一则关于西班牙Graphenano 公司同西班牙科尔瓦多大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池的消息，引起了世界各地的转发与评论，该消息称石墨烯聚合材料电池能够提给电动车1000公里的续航能力，而其充电时间不到8分钟。为调查此消息的真实性与石墨烯聚合材料电池的可行性，于是检索、收集了大量的资料，并总结做出了自己的调查结果。 1石墨烯简介石墨烯（Graphene ）是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二維材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，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，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因「在二维石墨烯材料的开创性实验」为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达K m W ?/5300，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过s V cm ?/215000，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约m ?Ω-810，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。特斯拉CEO 马斯克近目在接受英国汽车杂志采访时表示，正在研究高性能电池，特斯拉电动车的续行里程很快将能达到800公里，比目前增长近70％。其表示，特斯拉始终致力于打造纯电动汽车，将继续革新电池技术，不考虑造混合动力车。特斯拉Model3电动汽车的续行里程有望达N320公里，售价约为3.5万美元。[]《功能材料信息》 2014年第11卷第4期 56-56页据悉，石墨烯兼具高强度、高导电性、柔韧性等优点，应用于锂电池负极材料后，可大幅度提高其电容量和大倍率充放电性能，或成特斯拉电池的理想材料。特斯拉研究高能电池石墨烯或为理想材料这项新技术的核心在于，新型多孔石墨烯材料含有巨大的内部表面区域，因此能实现在极短时间内充电。所充电能量与普通锂电池的电能量相当。更重要的是，石墨烯电池电极在经过1万次充放电之后。能量密度并未出现明显损失。这种多孔石墨烯材料的超级电容，还可以为电动车节省大量的能量"如今，电动车的电能浪费现象仍旧普遍存在" 1新闻方面首先，我从网上搜索了相关的新闻，包括ZOL 新闻中心科技频道的“石墨烯电池或将引领改革：充电10分钟跑1000公里”说道“这项突破性研究，为人类认知石墨烯等材料特性带来全新发现，并有望为燃料电池和氢相关技术领域带来革命性的进步”；21世纪经济报道的“中国2015年量产石墨烯锂电池或颠覆电动车行业”说道“2014年12月初，西方媒体报

石墨烯量子点的制备方法

石墨烯量子点的制备、表征与应用研究氧化石墨(GO)的制备本文采用改进的Hummers法对天然鳞片石墨进行氧化处理制备氧化石墨（GO），[20, 21] 具体如下：在干燥的三颈烧瓶中加入46 mL 98%浓硫酸，低温冷却至0-4℃。强力搅拌下加入2 g天然鳞片石墨和1 g硝酸钠，且控制水浴温度至4℃以下1小时。随后分几次缓慢加入6 g高锰酸钾，继续搅拌反应1 h，溶液呈墨绿色，然后将锥形瓶置于35℃的恒温水浴中，继续搅拌反应2 h,反应结束后搅拌下加入100 mL二次蒸馏水，控制温度在90℃继续搅拌1 h，用150 mL二次蒸馏水稀释反应液，再加入10 mL 30%双氧水，搅拌至溶液呈金黄色。趁热抽滤，用5%盐酸和去离子水充分洗涤棕黄色沉淀物至pH值≈7。将棕黄色沉淀物放置在60℃的烘箱中干燥12 h，得氧化石墨烯固体，保存备用。还原石墨烯的制备化学还原石墨烯是用水合肼还原氧化石墨烯制得。称取4.2.2得到的氧化石墨烯50 mg置于100 mL圆底烧瓶中，加入二次蒸馏水至100 mL，超声约0.5 h 使其完全溶解。取50 mL氧化石墨烯分散液于250 mL烧杯中，然后加入50 μL 35%水合肼溶液和350 μL浓氨水，混合均匀，剧烈搅拌几分钟。置于95℃水浴中反应1 h，溶液慢慢由棕褐色变为黑色。待溶液冷却至室温时，用0.22 μm的滤膜进行抽滤，将滤得的沉淀物于60℃干燥12 h，即得到所需的还原石墨烯薄膜。石墨烯量子点（GQDs）的制备石墨烯量子点(GQDs)的电化学制备是在0.01 mol L-1磷酸盐缓冲溶液(PBS)中进行的。用滴管向缓冲溶液中滴加两滴4 mg/mL巯基丙氨酸溶液作为分散剂，在±0.3v电压内以0.5 v s-1的扫描速率进行循环伏安(CV)扫描。由以上制得的石墨烯薄膜(5 mm×10 mm)作工作电极，Pt丝作辅助电极，甘汞电极作参比电极。过程中有石墨烯粒子从薄膜上剥落进入溶液中，溶液由无色变为黄色。将黄色溶液进一步用透析袋透析（透析袋截留分子量：3000道尔顿，袋外初始水体积为500 mL），每天换两次水，透析三天，得到石墨烯量子点水溶液。

石墨烯技术产业发展现状与趋势

摘要：2013年1月，石墨烯入选欧盟两项“未来和新兴技术旗舰项目”之一（另一项为“人类大脑工程”），欧盟委员会计划在未来十年投入10亿欧元开展石墨烯应用技术研发与产业化，再一次激起了各界对这一革命性材料的关注。关键字：石墨烯;态势;趋势;技术转移;石墨烯;态势;趋势;技术转移;石墨烯;技术转化;产业化石墨烯（Graphene）又称单层墨，是一种新型的二维纳米材料，也是目前发现的硬度最高、韧性最强的纳米材料。因其特殊纳米结构和优异的物理化学性能，石墨烯在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域应用前景广阔，被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。英国两位科学家因发现从石墨中有效分离石墨烯的方法而获得2010年诺贝尔奖，引起了科学界和产业界的高度关注，石墨烯相关专利开始呈现爆发式增长（2010年353件，2012年达1829件）。世界各国纷纷将石墨烯及其应用技术研发作为长期战略予以重点关注，美国、欧盟各国和日本等国家相继开展了大量石墨烯研发计划和项目。总体看来，石墨烯技术开始进入快速成长期，并迅速向技术成熟期跨越。全球石墨烯技术研发布局竞争日趋激烈，各国的技术优势正在逐步形成，但总体竞争格局还未完全形成。具体发展态势如下：态势一：制备与改性的突破为产业化提供了技术支撑一方面，石墨烯制备技术取得突破。石墨烯制备技术与设备是石墨烯生产的基础。一直以来，石墨烯大规模制备技术是阻碍其产业化的最重要因素。近来，石墨烯制备技术取得了若干突破，目前已形成自上而下（Top-Down）和自下而上（Bottom-Up）两种途径，开发出了从简易低成本制造到大面积量产工艺的多种方法，包括：机械剥离、氧化还原法、化学气象沉积（CVD）、外延生长、有机合成、液相剥离等。这些方法各有优缺点，需要根据不同的需求进行选择（表1）。其中，氧化还原法因成本低且易实现，有望成为最具发展前景的制备方法之一。同时，各种方法

中国石墨烯行业发展报告

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

石墨烯深度行业分析

石墨烯深度行业分析石墨烯产业化大幕拉开，以石墨烯新材料应用创新推动传统行业升级将是未来三年主旋律。从行业基本面来看，石墨烯已经突破了制备的瓶颈，粉体和薄膜材料两大细分领域已经涌现出了一批优秀的企业，未来石墨烯的发展思路将是以应用创新为切入点推动传统行业向高性能材料升级，消费电子、锂电池、超级电容、橡塑、涂料等细分行业出现部分优势企业通过添加石墨烯材料大幅提升传统产品性能。 “粉”—石墨烯粉体材料制备工艺类化工属性，将以添加剂的形式提升传统产品性能。从制备工艺来看，石墨烯粉体制备工艺更多表现为类化工生产线的特点，大规模制备石墨烯的工艺有望很快得到突破。以粉体应用为主的行业包括防腐涂料、锂电池、超级电容、导热塑料、消费电子散热片等。石墨烯粉体将主要以添加剂的形式与传统产品混合，结合石墨烯特殊的物理化学特性生产具备更多功能、更高性能的新产品。 “膜”—石墨烯触摸屏只是开始，传感器类应用更值得期待！从制备工艺来看，石墨烯膜材料一般采用CVD方法，与粉体相比可以获得更大比例的单层石墨烯，产线洁净度要求高，具备消费电子产线属性。从行业应用来看触摸屏目前仍是主要出货产品形态，但是向3D touch传感器等新应用更值得期待！我们认为尽管石墨烯电路等纯石墨烯器件仍旧具备较长的产业演进过程，但是石墨烯传感器已经具备了量产条件。一、界定石墨烯：产业和学界的不同定义 1.学界定义石墨烯：单层碳原子构成的新材料石墨烯是由sp2杂化碳原子形成的厚度仅为单层原子的排列成蜂窝状六角平面晶体，通俗来讲就是单层碳原子组成的单层石墨，其厚度仅为0.334nm。石墨烯最早被发现是在2004年，并获2010年度诺贝尔物理学奖。目前学术界对石墨烯的研究仍然集中在对单层石墨烯的性能表征和应用上。严格单层石墨烯的制备和表征仍是非常大的难题。而产业推广则以石墨烯应用产品为主，以最终产品的性能为导向，两者有很大区分。 2.产业界定义石墨烯：满足功能即可，不局限于单层石墨烯是人类已知的最薄最坚硬的纳米材料，强度是钢铁的数十倍，同时还具备良好的拉伸性。导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石；常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低，是目前世上发现的电阻率最小的材料。同时还具备极大的比表面积。由于其优质的特性，石墨烯可被广泛应用于锂离子电池电极材料、太阳能电池电极材料、薄膜晶体管制备、传感器、半导体器件、复合材料制备、透明显示触摸屏、透明电极等方面。

石墨烯纤维纱的性能及其应用

石墨烯纤维纱的性能及其应用石墨烯的发现石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电性能最强的新型纳米材料，从2004年石墨烯在实验室被正式制备以来，受到全球广泛关注，被誉为“新材料之王”。在国内，相关技术人员通过打开分子链，嵌入金属模板，利用高科技高温煅烧这一航天技术，成功从玉米芯纤维素中研制出生物质石墨烯，全球首创，成为2016年纤维新秀。用石墨烯纤维面料的独特功效 1、体温即可激发的远红外石墨烯特有人体体温激发远红外功能，促进血液微循环，加速新陈代谢，有效放松肌肉缓解疲劳，用石墨烯纤维面料制作贴身衣物，亲肤能改善血液微循环，缓解慢性疼痛，有效改善人体亚健康。 2、抗菌抑菌石墨烯纤维特有抗菌抑菌功能，有效抑制真菌的滋生，抑菌除臭功能显著。 3、吸湿透气石墨烯纤维同时具有祛湿透气功能，能持久保持肌肤干爽，透气舒适，有效保护私处健康。 4、抗静电天然抗静电功能，让穿着更舒适。 5、防紫外线石墨烯纤维同时具防紫外线功能，无论制作贴身衣物还是外穿时装，功能同样出众。

石墨烯纤维的应用范围、墨烯内暖纤维石墨烯内暖纤维是由生物质石墨烯与各类纤维复合而成的一种智能多功能纤维新材料，具备超越国际先进水平的低温远红外功能，集防静电等作用于一身。石墨烯内暖纤维长丝、短纤规格齐全，短纤可与棉毛丝麻等纤维以及涤纶腈纶等其他各种纤维等其他各种纤维搭配混纺，长丝可与各种纤维交织，制备不同功能需求的纱线面料。在纺织领域，可以制成袜类、婴幼服饰、家居面料、户外服装等。石墨烯内暖纤维的用途服装领域，还可以应用于车辆内饰、美容卫材、摩擦材料、过滤材料等。墨烯内暖绒材料石墨烯内暖绒是由生物质石墨烯均匀分散于涤纶空白切片中进行共混纺丝生产而成。该技术既充分利用了可的低成本生物质资源，又将生物质石墨烯的功能充分展现到纤维中，获得了高性能、高附加值的新型纺织材料。石墨烯内暖绒材料具有远红外升温、保暖透气、抗静电等多功能特性，作为填充材料应用于棉被、羽绒服等，对提升纺织工业创新能力和推动高附加值产品开发具有重大意义和市场价值。

2018年石墨烯产业发展现状分析报告

２０１８年石墨烯产业发展现状分析报告

目录一　产业概况（一）产业规模（二）产业链分析１．　产业链上游２．　产业链中游３．　产业链下游（三）石墨烯产业区域分布１．　石墨烯产业全球分布２．　我国石墨烯产业区域分布（四）国内外重点企业动态二　产业技术进展（一）国外技术进展（二）国内技术进展三　产业发展问题及对策建议（一）石墨烯产业发展存在的问题（二）政策建议图表目录表１　石墨烯制备方法表２　石墨烯应用产品及相关企业表３　我国石墨烯主要产区企业分布表４　国内主要石墨烯企业动态表５　各国石墨烯技术动态表６　我国石墨烯技术动态图１　２０１１－２０１７年我国石墨烯企业增长情况图２　石墨烯技术专利申请数量的年度分析图３　我国受理的石墨烯专利公开数量年度变化趋势图４　全球石墨烯专利受理地区及机构分析图５　我国新注册石墨烯企业地区分布

摘　要：一石墨烯作为最受关注的新材料，２０１７年产业化进程不断加快，但受制于制备技术工艺不成熟二应用市场缺少实质性产品，石墨烯突破产业化瓶颈尚需时日三与此同时，我国石墨烯产业在发展过程中逐渐显现出同质化发展的苗头三未来，需要进一步优化石墨烯产业市场环境，加强政策支撑二服务支撑二产业支撑，提高石墨烯市场集中度和产业竞争力，以推动石墨烯产业持续健康发展三一　产业概况总体来看，２０１７年石墨烯产业延续了近几年火热的势头，依然是社会关注度最高的新材料，产业规模不断扩大呈爆发式增长势头，技术专利数量快速增长，正在接近实现产业化三但是，从产业生命周期的角度看，石墨烯产业仍处在导入期：大量企业进入二中小企业为主二中上游产业发展速度相对较快二产业下游缺乏具有实质性应用产品，石墨烯产业化道路任重而道远三

基于石墨烯量子点的传感器在分析检测中的应用分析

基于石墨烯量子点的传感器在分析检测中的应用姓名李丽娟学号 S131110042 摘要：石墨烯量子点优良的物理化学性质及石墨烯量子点边缘的羧基或者氨基基团使其易与多种有机的，聚合的，无机的或者生物种类相互作用。本文主要介绍了石墨烯量子点的制备方法以及基于（类）石墨烯量子点、（类）石墨烯材料的荧光传感器在分析检测中的应用，并详细介绍了分析检测的原理，以期为石墨烯量子点在分析检测中的应用提供相关参考与依据。关键词：石墨烯量子点荧光检测 1 引言最近，石墨烯获得了广泛的关注由于其独特的电子光学机械以及热学性质。大量基于石墨烯的生物传感器被开发来检测核酸，蛋白质，毒素和生物分子。石墨烯片层的形态包括它们的大小，形状以及厚度都可以有效的决定它们的性质。例如，石墨烯片层侧面尺寸小于100nm时被称为石墨烯量子点（GQDs），其许多新的化学和物理性质都是由于量子尺寸效应和边缘效应而引起的。GQDs毒性小，稳定性高，溶解性好，光致发旋光性质稳定，生物兼容性较好，使得它们在光电伏打器械，生物传感及成像上有很大的应用前景。本文着重介绍了石墨烯量子点的制备方法以及近年来基于石墨烯量子点与分析物发生作用的不同原理，如荧光共振能量转移，化学共振能量转移及石墨烯量子点表面性质的变化等来检测分析物质，并做出了展望。 2 石墨烯量子点的制备 Fei Liu等[1]成功地用化学剥离石墨纳米颗粒的方法合成了高度均匀的GQDs和GOQDs（氧化石墨烯量子点），如图1所示。该方法获得了高产率的直径在4nm 之内的单层和圆形的GQDs和GOQDs。GOQDs的表面富含各种含氧官能团，GQDs有纯粹的sp2碳晶体结构没有含氧的缺陷，因此提供了一种理想的平台来深入研究纳米尺寸的石墨烯的光致发光的起源。通过描述GQDs和GOQDs的发旋光性质，说明了GOQDs的绿色光致发光来自于含氧官能团的缺陷状态，而GQDs的蓝色发光是由高结晶结构中的内禀态所主导的。此外，GQDs中的蓝色发射显示了一个快速的复合寿命相比于GOQDs中的绿色发射的复合寿命。相比

石墨烯的性能与应用

ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 《材料物理》期末论文石墨烯的性能及应用学院名称：数理学院专业班级：应用物理学11-1班学生姓名：邢俊俊学号： 201111020026 2014年6月

石墨烯的性能及应用摘要：石墨烯其貌不扬，其微片看上去就好像是棉花一样的黑色絮状物，可它为什么如此受追捧？答案其实并不复杂。因为它太轻薄了，只有一个原子厚度，却又非常坚硬。除此之外，它还拥有优秀的导热性、极低的电阻率。在轻薄坚固的同时，它还几乎是完全透明的。这些特性让研究者们能够创造出无限的可能性，无怪乎石墨烯横空出世之时业界震惊。关键词：石墨烯、新材料、物质、科技 Abstract:Graphene does not seem good, its microchip looks like black cotton floc, but why it can be so popular these days? The answer is not complicated. Because it is so thin and only has one atom thick, it is very hard, however. In addition, it has excellent thermal conductivity and low resistivity. It is in strong light while almost completely transparent. These features allow the researchers are able to create infinite possibilities, no wonder when the industry turned out of graphene shocked. Key words: Graphene, new materials, substances, Technology 1、前言：石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈?海姆(Andre Geim)和康斯坦丁?诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸

石墨烯项目可行性研究报告

石墨烯项目可行性研究报告核心提示：石墨烯项目投资环境分析，石墨烯项目背景和发展概况，石墨烯项目建设的必要性，石墨烯行业竞争格局分析，石墨烯行业财务指标分析参考，石墨烯行业市场分析与建设规模，石墨烯项目建设条件与选址方案，石墨烯项目不确定性及风险分析，石墨烯行业发展趋势分析. 【关键词】：石墨烯项目投资可行性研究报告【收费标准】：根据项目复杂程度等方面进行核定，请致电详细沟通【服务流程】：初步洽谈—－签订协议—－多方面地深入沟通－—编制执行—－提交初稿—－讨论修改—－排版印刷—－交付客户【完成时间】：3-5个工作日【报告格式】：WORD版＋PDF格式+精美装订印刷版【交付方式】：Email发送、EMS快递【报告说明】可行性研究报告，简称可研，是在制订生产、基建、科研计划的前期，通过全面的调查研究，分析论证某个建设或改造工程、某种科学研究、某项商务活动切实可行而提出的一种书面材料。项目可行性研究报告主要是通过对项目的主要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会影响进行预测，从而提出该项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，为项目决策提供依据的一种综合性的分析方法。

可行性研究具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。可行性研究报告是确定建设项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投资管理中，可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。可行性研究报告大纲（具体可根据客户要求进行调整）第一章项目总论第一节石墨烯项目背景一、石墨烯项目基本信息二、承办单位概况三、本可行性研究报告编制依据四、石墨烯项目提出的理由与过程第二节石墨烯项目概况一、建设规模与目标二、主要建设条件三、石墨烯项目投入总资金及效益情况四、主要技术经济指标第三节问题与建议一、石墨烯项目资金来源问题二、石墨烯项目工艺技术获取问题三、石墨烯项目上报问题第二章石墨烯项目所在市场发展前景预测第一节石墨烯项目产品发展背景一、石墨烯产品市场分析二、石墨烯产品的相关政策三、石墨烯产品的技术背景第二节石墨烯产品的市场分析一、石墨烯行业的成长性分析二、石墨烯产品的整体优势三、石墨烯产品成本竞争优势四、石墨烯行业主要生产企业第三节石墨烯产品市场预测一、石墨烯行业的成长性预测分析二、石墨烯行业竞争趋势三、石墨烯行业技术发展趋势第四节市场竞争力分析一、产品市场竞争优劣势二、营销策略

2014年石墨烯行业分析报告

2014年石墨烯行业分析报告 2014年8月

目录一、石墨烯简介 (3) 二、石墨烯未来应用领域 (4) 1、纳米传感器 (7) 2、石墨烯电极 (11) （1）应用于太阳能电池领域，替代多晶硅 (12) （2）超级电容器 (15) （3）石墨烯触摸屏 (16) 3、石墨烯的其他应用 (20) （1）LED散热材料 (20) （2）石墨烯集成电路 (22) （3）石墨烯用于其他领域 (24) 三、全球石墨烯技术开发格局及产业化进程 (26) 1、当前制备石墨烯的技术 (26) 2、当前各国石墨烯技术开发格局及进程 (29) 3、目前我国石墨烯研究进展情况 (34) 4、上市公司有关石墨烯业务方面的进展 (42) （1）中国宝安：子公司贝特瑞是全球最大的石墨负极材料生产商 (42) （2）烯碳新材：转型至石墨烯等新材料领域 (43) （3）金路集团：与中科院金属所合作 (45) （4）中泰化学：参股厦门凯纳 (46) （5）康得新：设立全资子公司康得新石墨烯应用科技 (47) （6）其他涉及石墨烯业务的公司 (48)

一、石墨烯简介近年来，新材料领域发展日新月异，而石墨烯无疑是新材料领域最耀眼的一颗新星。严格来说，石墨烯是由单层碳原子构成的六角形蜂巢晶格的平面二维材料，在实验室成功制备石墨烯样本之前，石墨烯通常被认为是假设性结构。2004年，英国科学家利用特殊胶带将石墨薄片反复分离，最后得到由单层碳原子构成的薄膜，成功制备石墨烯。自此以后，制备石墨烯的方法层出不穷，未来石墨烯有望快速进入工业化生产阶段。石墨烯的发现颠覆了凝聚态物理学界既往的二维材料不能在有限温度下存在的观念，其结构非常稳定，各项物理性质优异。迄今为止，相关研究并未发现石墨烯样本中出现碳原子缺失的情形。微观碳原子结构稳定，原子间作用力强，原子面出现弯曲变形以应对外部机械力，具备良好的承受外力作用。同时六角蜂巢晶体的稳定结构使得石墨烯具备良好的导电性，碳原子发生挤撞，电子运动基本不会受到影响。

石墨烯的结构、制备、性能及应用研究进展

. . .. . . 报告题目：石墨烯的结构、制备、性能及应用研究进展一、书目信息：二、评分标准 1.格式规、容简明扼要。报告中引用的数据、观点等要注明出处20分 2. 报告结构合理，表述清晰20分 3. 石墨烯的结构、性能、制备方法概述正确、新（查阅5篇以上的文献）20分 4. 石墨烯的应用研究进展概述（文献）全、新（查阅5篇以上的文献）20分 5. 心得及进一步的研究展望真实，无抄袭与剽窃现象20分三、教师评语请根据写作容给定成绩，填入“成绩”部分。注1：本页由报告题目、书目信息有学生填写，其余由教师填写。提交试卷时含本页。学生从第二页开始写作，要求见蓝色字体部分。注2：“阅卷教师评语”部分请教师用红色或黑色碳素笔填写，不可用电子版。无“评语”视为不合规。注3：不符合规试卷需修改规后提交。摘要碳是自然界中万事万物的重要组成物质，也是构成生命有机体的主要元素。石墨和金刚石是两种典型的单质碳，也是最早为人们所熟知的两种碳的三维晶体结构，属于天然矿

密封线石。除石墨和金刚石外，碳材料还包括活性炭、碳黑、煤炭和碳纤维等非晶形式。煤是重要的燃料。碳纤维在复合材料领域有重要的应用。20 世纪80 年代，纳米材料与技术获得了极大的发展。纳米碳材料也是从这一时期开始进入历史的舞台。1985 年，由60 个碳原子构成的“足球”分子：C60被三位英美科学家发现。随后，C70、C86等大分子相继出现，为碳家族添加了一大类新成员：富勒烯。富勒烯是碳的零维晶体结构，它们的出现开启了富勒烯化学新篇章。三位发现者于1996 年获诺贝尔化学奖。1991 年，由石墨层片卷曲而成的一维管状纳米结构：碳纳米管被发现。如今，碳纳米管已经成为一维纳米材料的典型代表。发现者饭岛澄男于2008 年获卡弗里纳米科学奖。2004 年，一位新成员：石墨烯，出现在碳材料的“家谱”中。石墨烯的发现者，两位英国科学家安德烈·盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖罗夫（Konstantin Novoselov）于2010 年获诺贝尔物理学奖。关键词：碳材料复合材料晶体结构 1 石墨烯的结构石墨烯是sp2杂化碳原子形成的厚度仅为单层原子的排列成蜂窝状六角平面晶体。在单层石墨烯中，碳碳键长为0.142nm，厚度只有0.334nm。石墨烯是构成下列碳同素异型体的基本单元：例如：石墨，碳纳米管和富勒烯。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。 2 石墨烯的制备 2.1 物理法制备石墨烯物理方法通常是以廉价的石墨或膨胀石墨为原料，通过机械剥离法、取向附生法、液相或气相直接剥离法来制备单层或多层石墨烯。这些方法原料易得, 操作相对简单，合成的石墨烯的纯度高、缺陷较少。 2.1.1机械剥离法机械剥离法或微机械剥离法是最简单的一种方法，即直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剥离下来。Novoselovt 等[1]于2004年用一种极为简单的微机械剥离法成功地从高定向热解石墨上剥离并观测到单层石墨烯，验证了单层石墨烯的独立存在。具体工艺如下：首先利用氧等离子在 1 mm厚的高定向热解石墨表面进行离子刻蚀，当在表面刻蚀出宽20 μm—2 mm、深 5 μm的微槽后，用光刻胶将其粘到玻璃衬底上，再用透明胶带反复撕揭，然后将多余的高定向热解石墨去除并将粘有微片的玻璃衬底放入丙酮溶液中进行超声，最后将单晶硅片放入丙酮溶剂中，利用德华力或毛细管力将单层石墨烯“捞出”。 2.1.2取向附生法—晶膜生长