石墨烯的工業化在世界何處受阻

石墨烯的工業化在世界何處受阻

一半是火焰，一半是海水，用以描述石墨烯工業發展的現狀是不可夸大的——一方面，制備技術的研發是不斷成熟的，顯示出資金熱、學術熱；另一方面，大規模的應用往往是冷的，工業化發展的人然而，石墨烯工業的這種發展態勢有望很快打破，石墨烯產業化正步入曙光之夜。

最近的中加石墨烯工業與應用研討會顯示，盡管石墨烯工業化面臨技術、市場和成本等問題，但好的方面是石墨烯有望在十三五期間被選為重大新材料項目，石墨烯的研發和產業化在十三五科技發展規劃中也將占有一定的地位。

碰巧也有類似的情況，中國石墨烯產業聯盟最近召開新聞發布會，表示由于制備和應用技術的限制，目前石墨烯還不能大規模工業化，但前景廣闊。

根據中國石墨烯產業聯盟的預測，全球石墨烯年產能可達100噸，未來5-10年將達到1000噸，到2020年全球石墨烯市場將突破1000億元，其中中國占50%-80%，將在全球發揮主導和核心作用。石墨烯工業。

石墨烯是最薄、最強、導電性最強的納米材料，被譽為新材料之王，我國政府一直高度重視石墨烯工業的發展，特別是2015年以來，石墨烯的政策大幅提高，2月份工業和信息化部《關于2015年原料產業轉型發展重點問題的通知》要求制定石墨烯等專項行動計劃，建立碳纖維、石墨烯、稀土等新材料產業聯合創新中心，5、10月國務院發布中國制造2025和中國制造2025。

11月，工信部、發改委、科技部發布了《關于加快石墨烯工業創新發展的若干意見》。建議到2018年，初步建立石墨烯材料制備、應用、開發、終端應用等關鍵環節良性互動的產業體系，到2020年形成完善的石墨烯產業體系，實現石墨烯的標準化、系列化和低成本化。阿芬材料。成本導向。

今年5月，引起業界廣泛關注的《石墨烯材料術語、定義和代號國家標準（征求意見稿）》在國家標準化管理委員會官網上正式發布，并向社會公開征求意見，標志著我國石墨烯材料的發展取得了重要進展。我國第一個石墨烯國家標準的制定。

預計今年9月，中國石墨烯資源產業國際聯盟正式成立，石墨烯產業的技術和功能平臺正式運行。

可以說，在石墨烯的發現和對其優良材料性能的認識之后，其在工業上的普及程度可以說是無與倫比的，但與上游的研發和資本追逐相比，下游的大規模應用往往是冷的。

目前，石墨烯行業的冷熱不均，一是學術界、資本界、媒體界和工業界的冷熱，二是政府投資熱和落地扶持政策冷，三是中國的大眾熱和發達國家的長期冷，在中加石墨烯研討會上。工業和應用，工業和信息化部賽迪研究所原材料工業研究所所長宋說。

據肖勁松介紹，截至目前，我國已申請石墨烯領域的專利2200多項，據不完全統計，我國80多所頂尖大學和研究機構參與了石墨烯的研究。

根據他的分析，石墨烯工業化存在三個主要問題：技術、市場和成本。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。

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路線、材料。國標、應用標準等標準；擴大和加強礦業、選礦、冶金等高新技術龍頭企業；集團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。

鑒于現實中冷熱形勢的不平衡，石墨烯產業化的積極性已逐漸冷卻，甚至許多外人和投資者都認為石墨烯產業化還為時過早。

對此，肖勁松表示：石墨烯產業正處于概念引進期，工業化的前期突破。在他看來，根據硅材料產業20年的成熟周期，可以推斷石墨烯產業化至少需要5-10年的成熟期，以及如何打破這一局面。接下來是冰。

近年來，我們對石墨烯產業鏈進行了調研，研究開發發現，我國部分石墨烯企業的制備工藝尚不成熟，成本高，環保嚴格，不穩定等因素，導致商業應用推廣過程緩慢。中國非金屬礦山協會石墨專業委員會秘書長在中加石墨工業與應用研討會上表示。

目前，石墨烯的發展已進入工業化的曙光，與外界有著巨大的預期差距，劉榮華表示，石墨烯產業政策預期市場十分強勁，預計將選擇135個重大新材料項目。

眾所周知，目前石墨烯主要有兩種形式：石墨烯粉末和石墨烯薄膜。石墨烯粉末由天然石墨制備，用于新材料和新能源領域。石墨烯薄膜由甲烷制備，應用于電子、環境和醫藥領域。

經過調查，劉榮華預測，石墨烯行業將在今年下半年進入粉末薄膜階段。應用行業包括防腐涂料、導熱塑料、石墨烯EPS、消費電子散熱器、超級電容器、鋰電池等，2015年部分石墨烯企業收入超過1000萬元，預計今年收入將超過1億元，在復合材料領域。鋰離子電池負極材料和電子觸摸屏，石墨烯是最有希望在工業化方面走在前列的。

根據劉榮華對中國石墨烯企業的調查和了解，石墨烯在復合材料中的幾種應用包括防腐涂料、改性塑料和石墨烯EPS。

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。石墨烯千分之一，每噸100萬元，到2017年，石墨烯潛在市場規模將達到60億元。

石墨烯改性塑料應用廣泛，市場空間大，以聚氯乙烯為例，我國聚氯乙烯塑料年產量約1800萬噸。根據在1%PVC材料中添加5%石墨烯的計算，單就PVC塑料而言，對石墨烯的需求量就接近1萬噸，除塑料材料外，橡膠等其他高分子材料對石墨烯的需求量也很大。

與普通聚苯板相比，石墨烯EPS具有導熱系數低、密度低的兩大優點，其導熱系數比普通聚苯板低20%，這意味著保溫層的經濟厚度可降低20%。石墨烯EPS的密度也明顯低于普通聚苯板。在相同的保溫效果下，可以大大減少原材料的使用，更符合節能環保的標準。

石墨烯廣泛應用于鋰離子電池。目前，石墨烯作為陰極材料中的導電劑已經商業化，以提高電極材料的導電性，提高比和循環壽命。劉榮華表示，石墨烯在鋰離子電池市場的潛在容量為10億元。

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加，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的比例將逐步增加，根據目前的市場需求量在聚丙烯導電漿中，2018年對石墨烯導電漿的需求量超過10000噸。

石墨烯也是一種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4200mA/g，但在充放電過程中體積變化較大，導致循環穩定性差。石墨烯涂層硅材料（石墨烯改性硅基材料）可以在一定程度上緩沖其體積變化。

石墨烯在鋰電池中的潛在市場規模為16億元/年，以單位電池材料1%石墨烯（實際消耗可能更高）和50萬元/噸的價格計算。

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，石墨薄膜技術制成的柔性觸摸屏使不規則或弧形的移動設備實現了先進的多觸式功能，樂觀據估計，2015年石墨烯薄膜的潛在市場空間為21.6億元。

石墨烯產業化的關鍵是充分發揮石墨烯的材料特性，尋求高性價比的應用，在石墨烯產業化方面，石墨烯產業的未來發展主要取決于下游應用技術和市場的發展，而石墨烯產業化的關鍵在于其下游應用技術和市場的發展。石墨烯的應用在于如何將石墨烯與現有的材料體系結合起來，最大限度地發揮石墨烯的優異性能，達到更高的性價比。劉榮華說，根據石墨烯的不同特點、技術難點和應用成本效益，他總結了以下發展趨勢：NT路徑：最新的，復合+觸摸產品；中期，能源+傳感器；長期，半導體設備應用。

顯然，石墨烯工業化的帷幕即將拉開，可以預見，未來幾年的主要主題將是通過創新新型石墨烯材料的應用來促進傳統產業的升級。

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