石墨烯工業化面臨的技術、市場和成本難題

石墨烯工業化面臨的技術、市場和成本難題

近日，工信部賽迪研究所原材料產業研究所所長宋松表示，他建議在十三五規劃中設立國家石墨烯研究開發所，設立若干國家新材料創新中心，撰寫《發展綱要》。將石墨烯產業發展納入十三五規劃，并為石墨烯發展設立專項規劃和資金。

肖金松介紹說，石墨烯產業處于概念引進和產業化突破的早期階段，總體上仍處于研究性階段。產品大多處于實驗室階段，工業化進程相對緩慢，根據硅材料工業20年的成熟周期，可以推斷石墨烯工業化至少需要5-10年才能成熟。

中國非金屬礦山協會石墨專業委員會副秘書長、碳石墨產業鏈電子商務平臺石墨債券創始人劉榮華表示，石墨烯已經進入工業化的曙光，研究開發發現，一些石墨烯企業已經2015年突破了數千萬的收入，今年有望突破數億美元的收入。

劉榮華表示，在復合材料、鋰離子電池負極材料、電子觸摸屏等領域，率先實現產業化是最有希望的。

根據劉榮華對國內石墨烯企業的調查和了解，石墨烯已廣泛應用于復合材料中，包括樹脂基復合材料、防腐涂料、汽車靜電底漆、石墨烯增強尼龍6塑料和石墨烯EPS。

其中，在樹脂基復合材料領域，根據市場預測，2015年國內樹脂產量達到530萬噸，按添加石墨烯千分之一和100萬噸計算，年潛在市場規模53億元。

在防腐涂料領域，根據市場預測，2015年我國常規和重型防腐涂料產量將分別達到300萬噸和150萬噸，到2017年，防腐涂料總產量將達到450萬噸，即600萬噸，按消耗量計算。石墨烯的千分之一，按每噸100萬元計算，到2017年潛在市場規模將達到60億元。

在汽車靜電底漆領域，2013年我國需要汽車漆約87萬噸，汽車漆市場在300-500億元之間，按石墨烯消費量的1%和100萬元/噸計算，潛在的年市場規模為87億元。

在增強尼龍6塑料領域，隨著汽車行業對輕質材料需求的不斷增加，汽車用PA6工程塑料用量也將增加，2013年全球對PA6的需求量約為460萬噸，按噸石墨烯消費量計算，潛在的年市場規模為46億元。每噸100萬元。

其次，石墨烯在鋰離子電池市場上有著十億的潛在容量，石墨烯廣泛應用于鋰離子電池。目前，作為陰極材料中的導電劑，它已被商業化，以提高電極材料的導電性，提高比率和循環壽命。

劉榮華預測，隨著汽車生產的快速增長，市場對導電添加劑的需求也將迅速增長，預計到2018年，石墨烯導電劑的用量將達到500噸，在鋰電池導電材料中所占的比例將逐步增加，根據目前的GRA導電泥漿中苯含量約為5 wt%，2018年石墨烯導電泥漿的相應需求量超過10000噸。

石墨烯也是理想的鋰離子陽極材料，劉榮華分析了硅作為鋰離子陽極材料的理論比容量高達4200 mAh/g，但在充放電過程中體積變化較大，導致循環穩定性差，而石墨烯涂層硅材料可以緩沖其巨大的VO。流明有一定程度的變化。

據EVTANK稱，2015年全球陰極材料供應量為22.3萬噸，負極材料供應量為11.1萬噸，總量約33.4萬噸，按單位電池材料1%石墨烯和50萬元/噸的價格計算，石墨烯在鋰電池領域的潛在市場規模為16億元/年。

同時，石墨烯薄膜在柔性顯示器領域也開始發展起來，國內許多企業已經從柔性屏幕發展到多觸式柔性屏幕，采用石墨薄膜技術制成的柔性觸摸屏可以使不規則或弧形的移動設備實現先進的多觸式功能。例如，三星和藍石宣布，他們已經制造出石墨烯可折疊顯示器和常州二維碳，以實現石墨烯透明導電薄膜的大規模生產線。

據市場研究機構稱，2014年全球觸摸屏市場需求為4000萬平方米，2019年超過8000萬平方米，2024年超過1億平方米。樂觀估計表明，2015年石墨烯薄膜的潛在市場空間為21.6億。

盡管石墨烯仍處于工業化前夕，但資本市場對此反應熱烈，上市公司如（，）、（，）、（，）、（，）、（，）、（，）和（，）通過收購和股權進入石墨烯領域。

肖勁松認為，目前資本市場以石墨烯為原料，國內研究缺乏有價值和專業的研發成果。大多數上市公司都處于虧損狀態，石墨烯市場過熱，生子的態度是不見兔不散鷹。

據肖勁松介紹，自2011年以來，中國研究人員發表的論文和專利申請量居世界第一位，到目前為止，中國已在石墨烯領域申請了2200多項專利，據不完全統計，中國80多所頂尖大學和研究院所參與了石墨烯研究。H.

石墨烯工業現在的冷熱程度參差不齊。一是學術界、資本界、媒體界、產業界熱；二是政府投資熱，扶持政策冷；三是中國熱，發達國家長期冷。肖勁松說。

肖勁松的分析表明，石墨烯產業化存在三個主要問題：技術、市場和成本。例如，關鍵技術尚未取得實質性突破，下游應用領域研發落后，產業應用技術缺乏指導，前期研發投入大，周期長。

此外，肖勁松建議，在十三五期間，國家應制定石墨烯發展專項規劃和資金，將石墨烯確定為戰略性礦產資源；開辟申請環節，形成上下游一體化產業鏈；加快制定正確的技術方案。鎳路線、材料標準、應用標準等標準規范；擴大和加強礦業、選冶等高新技術龍頭企業集群；集團化，建立石墨烯產業基地；鼓勵和引導社會資本進入石墨烯產業領域。

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