中國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀解析.doc

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1、中國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀解析　　石墨烯（Graphene）是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體?！　?004年，英國曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈海姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫從石墨中剝離出了石墨烯，打破了理論物理學(xué)界半個世紀以來關(guān)于石墨烯無法穩(wěn)定存在的結(jié)論。　　石墨烯獨特的電學(xué)性能、力學(xué)性能、熱性能、光學(xué)性能和較高的比表面積，使其一經(jīng)發(fā)現(xiàn)便受到人們的廣泛關(guān)注，被譽為“黑金”、“改變21世紀的神奇材料”、“萬能材料”等，它的發(fā)現(xiàn)者也因此于2010年獲得諾貝爾物理學(xué)獎?！　?、國家大力支持的新興產(chǎn)業(yè)　　石墨烯各方面優(yōu)異的特性顯示出巨大的應(yīng)用潛力與商業(yè)化價

2、值，各國政府先后發(fā)布政策投入人力物力，開展石墨烯的應(yīng)用與研發(fā)?！　∥覈鴮κ╊I(lǐng)域的研究與開發(fā)也較早就給予了關(guān)注。2007－2012年，中國國家自然科學(xué)基金委員會對石墨烯項目累計資助經(jīng)費達到3．30億元，科技部和中國科學(xué)院對石墨烯的累計資助經(jīng)費分別達到了5915萬元和4605萬元。十二五規(guī)劃、十三五規(guī)劃等一系列文件都將石墨烯納入大力發(fā)展的新材料領(lǐng)域。　　2、石墨烯專利持有我國獨占鰲頭　　在國家戰(zhàn)略指引下，石墨烯相關(guān)研發(fā)成果呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長，2005年至2014年，全球關(guān)于石墨烯的專利共有25，855項，其中2014年有超過9000項申請。我國對石墨烯的研究和開發(fā)與國

3、際一直保持同步，并在石墨烯技術(shù)研發(fā)方面處于國際前列，石墨烯研發(fā)和專利持有已在全球占據(jù)一席之地，截至2014年，我國石墨烯申請專利占全球總專利數(shù)的47％，遙遙領(lǐng)先于第二名的美國（占比18％）。此外，截止到2015年8月，中國在石墨烯領(lǐng)域發(fā)表文章占全球的34％，遠高于第二名美國（19％）。但同時也應(yīng)看到，我國的石墨烯專利數(shù)量雖多但質(zhì)量較差，基礎(chǔ)專利少、應(yīng)用專利多，且大多集中在導(dǎo)電添加劑、防腐涂料等低端應(yīng)用領(lǐng)域，而美國、歐洲等則將主要目標(biāo)瞄準(zhǔn)高頻晶體管、光電探測器以及傳感器等高端應(yīng)用領(lǐng)域?！　?、產(chǎn)業(yè)化進入快車道　　產(chǎn)業(yè)化方面，2013年包括華為、東旭光電在內(nèi)的主流企業(yè)與

4、清華大學(xué)等科研機構(gòu)共同建立了“中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”（CGIA），以構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研一體化平臺，共同推動石墨烯的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。在地方政府的支持下，寧波、常州、無錫、青島、重慶五地設(shè)立石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)，集中發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)，無錫市計劃在2015年石墨烯及相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破50億元，2020年達到300億元。寧波市計劃在三年內(nèi)設(shè)立9000萬的財政資金，并在10年內(nèi)打造千億級規(guī)模的產(chǎn)業(yè)特色群。此外，江蘇、內(nèi)蒙古、山東等地相繼成立石墨烯聯(lián)盟，旨在促進政、企、產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，構(gòu)建以石墨烯原材料、研發(fā)、制備、應(yīng)用為主體的產(chǎn)業(yè)鏈。各方的共同推動使我國石墨烯產(chǎn)業(yè)化進程進入快車道，石墨

5、烯產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的勢頭，第六元素、寧波墨西、重慶墨希、二維碳素等優(yōu)秀石墨烯企業(yè)不斷涌現(xiàn)。　　產(chǎn)業(yè)化大幕拉開——低端領(lǐng)域現(xiàn)已切入，高端領(lǐng)域未來可期　　　　1、制備：石墨烯粉體及多晶薄膜已初具規(guī)模，單晶薄膜有待突破　　自2004年石墨烯被首次制備以來，研究人員發(fā)展了多種方法制備石墨烯，各類制備方法可歸納為2個主流路線，即自上而下（Top－Down）和自下而上（Down－Top）的方法。前者通常以石墨為原料，采用物理或化學(xué)的方法將石墨解離成單層或多層的石墨烯，制成的石墨烯單晶一般尺寸較小，以微片形式存在。包括機械剝離法、液相剝離法、氧化還原法等；后者通常以含碳氣體或固

6、體化合物為原料，通過化學(xué)方法利用碳原子構(gòu)建石墨烯。除此之外，還有一些比較另類的生產(chǎn)方法如碳納米管展開法、分子自組裝法等。目前，高質(zhì)量大面積石墨烯單晶的制備還處于探索階段，不同制備方法得到的石墨烯，其物理化學(xué)特性不一樣，對應(yīng)著不同的應(yīng)用領(lǐng)域。　　　　2、我國石墨烯制備的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀　　低端領(lǐng)域生產(chǎn)已經(jīng)初具規(guī)模。目前，國內(nèi)部分廠家如第六元素、寧波墨西、重慶墨希、二維碳素等廠家已經(jīng)實現(xiàn)了氧化還原法或液相剝離法石墨烯粉體以及CVD法石墨烯薄膜的規(guī)?；a(chǎn)。根據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國石墨烯粉體產(chǎn)能共計3450噸／年，石墨烯薄膜產(chǎn)能105萬平米／年，但目前生產(chǎn)的石墨烯質(zhì)量較差，僅能

7、滿足涂料、鋰電池添加劑、復(fù)合材料添加劑、觸摸屏等低端領(lǐng)域的需求?！　「叨祟I(lǐng)域生產(chǎn)短期內(nèi)較難突破。高速電子器件、光電探測器等高端領(lǐng)域需要大面積高質(zhì)量的石墨烯單晶，與普通多晶態(tài)石墨烯薄膜相比，單晶石墨烯薄膜制備異常困難，目前只能做到毫米級大小，與可實用化的晶圓級大小仍有相當(dāng)距離，短期內(nèi)較難突破，化學(xué)氣相沉積法是最具開發(fā)潛力的制備技術(shù)?！　　　?、應(yīng)用：低端需求逐步打開，高端領(lǐng)域受制于高質(zhì)量石墨烯的制備　　隨著批量化生產(chǎn)以及大尺寸薄膜制備等難題的逐步突破，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用步伐正在加快，目前鋰離子正極材料導(dǎo)電添加劑、導(dǎo)熱材料、塑料添加劑、導(dǎo)電油墨等低端應(yīng)用領(lǐng)域即將進入