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石墨烯市场发展趋势分析 在锂电池领域最为成熟

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 2018-03-28 10:43:54  来源:前瞻产业研究院 E428G0

 石墨烯是从石墨材料中剥离出来的二维碳材料,按照碳原子层数可分为单层石墨烯、多层石墨烯及石墨烯微片。其中单层石墨烯是指碳原子仅仅在二维平面以六角蜂巢结构排列构成的严格单层碳材料,是一种没有能隙具有线性能量分布的半导体,由于电子可以在晶体中自由移动而赋予单层石墨烯非常好的导电性。

石墨烯整体发展现状

技术成熟直接推动石墨烯价格持续降低,进一步加快应用发展。随着技术的不断成熟, 目前石墨烯粉体及薄膜的价格已大幅下降,从我们调研来看,石墨烯粉体价格已经降至 10 万元/吨甚至更低,不到5年前的1/10;石墨烯薄膜的价格也已经降至与主要竞争材料 ITO 膜相当的水平(100~200/平米),随着工艺和设备的改进,预计未来还存在进一步下降的空 间。随着成本的持续下降、以及下游各项应用陆续落地,石墨烯作为高性能添加材料进行应 用推广的可行性快速提高。

石墨烯粉体价格持续降低(万元/吨)

石墨烯粉体价格持续降低(万元/吨)

资料来源:公开资料整理

全球石墨烯市场巨大,中国将成最大消费国。目前全球石墨烯年产能已达到百吨级,据前瞻产业研究院发布的《中国石墨烯行业战略规划和企业战略咨询报告》数据统计,预计未来五年到十年,石墨烯年产能将达到千吨级。锂电大数据统计显示,2015年,全球石墨烯市场规模约为 453 万美元,石墨烯正处于大规模化前夕,预计到 2020年市场规模可达到 3.85 亿美元,2025 年石墨烯规模将达 21.03 亿美元。中国石墨烯产业联盟统计显示,中国石墨烯生产企业已经从 2015 年的300 多家增长到 2016 年的 400多家,石墨烯产业规模从 2015 年的 1630 万美元增长到2016 年的3842万美元,发展态势喜人。随着石墨烯量产的解决和石墨烯下游的拓展,产业联盟预计中国 2020 年石墨烯市场规模将达到 2 亿美元,占世界市场规模超过一半,成为全球最大的石墨烯消费国家。

中国石墨烯市场规模预测 (单位:亿美元)

2018-2023年中国石墨烯行业战略规划和企业战略咨询报告

资料来源:前瞻产业研究院整理

各级产品已臻成熟,高端技术瓶颈快速突破

石墨烯产业链由上游的石墨开采与石墨烯制备设备、中游的石墨烯产品加工与下游的石 墨烯服务业构成。据前瞻产业研究院统计,全世界约有 100 家中等规模以上企业从事石墨烯相关产业,且大 多集中于北美地区。中游的石墨烯产品加工是石墨烯产业的中心,上游石墨烯开采与设备及 下游的石墨烯服务业被认为是石墨烯产业的辅助产业。从石墨烯开采规模看,全球每年年产 石墨 8 亿吨,其中约 75%集中于中国(中国拥有全球近半石墨储量,其次为印度);从石墨 烯制备设备看,大部分成熟技术主要为欧美公司所把持(石墨烯粉体设备一般自主设计、薄 膜设备用标准化供应商);从石墨烯服务业看,其主要业务为供应石墨烯辅助材料、提供相 关软件及咨询服务。

目前,发展和改进锂离子电池的主要方向是提高电池容量与充放电性能,提高电池的安全性并降低电极材料成本。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解质等组成,而决定锂离子电池整体电化学性能的关键是电极材料。石墨烯在锂电池中主要有三种应用,分别是作为正负极材料导电添加剂,用在铜箔或铝功能涂层以及作为电极材料。从目前来看,石墨烯导电剂已经率先实现产业化,并最具发展前景。

全球动力锂电池市场规模逐渐扩大,2012年动力锂电池市场规模约为300亿元,预计每年保持约30%的 平均增长率,至2020年全球动力锂电池市场规模达到2100亿元,为2012年的7倍。 与此同时,各国动力锂电池厂家纷纷扩增产能,以中国为例,2017年国内预计扩增 产能约为15.2Gwh,而15年国内动力锂电池总产能为18.97Gwh,产能扩张将近80%。

2012-2020年全球动力锂电池市场规模及预测

2018-2023年中国石墨烯行业战略规划和企业战略咨询报告

资料来源:公开资料整理

石墨烯处于技术成长期,蕴含巨大市场

专利投入快速增长,处于技术成长期。分析一种技术的专利申请数量及专利申请人数量的年度变化趋势,可以判断该技术处于生命周期的何种阶段。通过观察全球石墨烯专利数量与发明人相关性,以及新增发明人数量,可以看到石墨烯相关专利技术正快速成长,正产业发展的初期阶段,是开展产业布局的战略机遇期。

目前,中国石墨烯产业已被列入《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》和“中国制造2025”重点发展领域之一。我国在石墨烯领域的研究水平在国际上具有很强的竞争力,包括石墨烯净水技术在内的一些技术突破正逐渐从实验室走向市场应用。我们相信,与石墨烯有关的新技术、新发明会在不远的将来走进人们的日常生活,给人类带来巨大福音。

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