目前我國石墨烯市場呈現(xiàn)外資企業(yè)技術領先 國內企業(yè)制造領跑的行業(yè)競爭趨勢

• 洪前進 2023年11月3日 來源：互聯(lián)網 837 51
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過渡金屬氧化物在金屬元素不同氧化態(tài)之間的轉化過程中具有十分可觀的理論容量，但其獨立材料存在體積效應大、電子傳輸速率低等問題。如果將金屬氧化物的納米材料附著于石墨烯表面，則可以防止顆粒之間的團聚，同時充分發(fā)揮石墨烯材料的比表面積優(yōu)勢和過渡金屬氧化物的高

目前國內石墨烯全產業(yè)鏈布局已經初見雛形，基本覆蓋了從制備及應用研究到石墨烯產品生產，直至下游應用的全環(huán)節(jié)。初步形成以北京為核心，東部沿海地區(qū)產業(yè)帶和內蒙-黑龍江地區(qū)產業(yè)帶為集聚區(qū)，多地點狀分布式的產業(yè)發(fā)展格局。

其中材料制備領域相關企業(yè)約300多家，產品以石墨烯粉體和薄膜兩類材料為主，并且基本實現(xiàn)量產;應用領域相關企業(yè)超過600多家，覆蓋了防腐涂料、熱管理材料、儲能、電子顯示、大健康等多個領域。此外，還有一些技術服務、銷售、投資、檢測等企業(yè)，進一步完善了石墨烯全產業(yè)鏈體系。

中研研究院《2023-2028年鋰電池負極材料行業(yè)深度研究報告》分析

石墨烯在全國范圍內正呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展之勢。目前中國已經基本形成以長三角、珠三角和京津冀魯區(qū)域為聚合區(qū)，多地分布式發(fā)展的石墨烯產業(yè)格局。我國石墨烯產業(yè)化勢頭強勁，多個具有石墨烯特色的產業(yè)創(chuàng)新中心已露雛形。尤其是長三角地區(qū)，“東方碳谷”常州因其石墨烯相關產業(yè)的高度集聚而備受關注，寧波有中科院寧波材料所作為支撐，外加上海高校與科研院扎實的科研能力，三地之間協(xié)同發(fā)展、優(yōu)勢互補，石墨烯生產制備技術不斷取得突破，應用產業(yè)化步伐迅速。

目前市場化的石墨烯材料主要包括石墨烯粉體和石墨烯薄膜兩大類。目前國內石墨烯年產能維持在3000噸左右，而需求量僅為一百余噸，在汽車、紡織、軍工等方面實現(xiàn)了應用了商業(yè)化的應用。石墨烯的應用市場還有著進一步開發(fā)的空間，石墨烯的前景十分廣闊。

圖表：2020-2022年中國石墨烯行業(yè)市場規(guī)模分析

數(shù)據來源：中研普華研究院

根據中研研究院《2023-2028年鋰電池負極材料行業(yè)深度研究報告》分析得知，隨著我國石墨烯下游新能源、新材料等應用領域的不斷擴展，石墨烯需求量也隨之擴大，市場規(guī)模顯著增長，2022年中國石墨烯行業(yè)市場規(guī)模達到314億元，同比增長18.49%。

由于下游應用領域需求量的不斷擴大，我國石墨烯企業(yè)主要分布在應用領域，石墨烯作為技術密集型的前沿新材料，前期產業(yè)培育以技術驅動為主，以“從上至下”的產業(yè)鏈發(fā)展模式為主，需石墨烯企業(yè)自行尋找和開拓市場，不利于產業(yè)的快速健康發(fā)展。

石墨烯用于鋰電負極材料：1.石墨烯直接作為鋰離子電池負極;2.石墨烯/SnO2復合材料作為鋰離子電池負極;石墨烯/Si復合材料作為鋰離子電池負極;石墨烯與Fe2O3、TiO2、Co3O4等復合作為鋰離子電池負極;3.負極導電添加劑。

鋰離子電池負極材料應當滿足氧化還原電位低且穩(wěn)定、可逆容量大、可形成致密穩(wěn)定SEI膜、對環(huán)境無毒害、制作成本低等條件。相對于正極材料，石墨烯在負極材料中的應用研究更加廣泛深入。

石墨烯具有良好的導電性能，但其二維微觀結構的易相互堆疊導致對石墨烯獨立電極材料的研究并不理想。主要表現(xiàn)為電池的倍率性能差、循環(huán)效率低等方面。Honma等制得的石墨烯可逆比容量在首次循環(huán)(50mA/g電流密度)中可以達到540mAh/g，但在多次循環(huán)后可逆比容量下降較快;而利用熱膨脹法獲得石墨烯在100mA/g電流密度首次循環(huán)時可以達到較高可逆比容量(1264mAh/g)，且在40次循環(huán)后仍可保持較高的可逆比容量。

目前石墨烯負極復合材料主要有：過渡金屬氧化物/石墨烯復合材料和石墨烯改性硅基材料等。這一類復合材料的研究方向是利用石墨烯材料的導電性能和結構特點輔助納米材料，改善其鋰離子傳輸速率，從而提高鋰離子電池的倍率性能，彌補原材料的缺陷和不足。

Si元素可用于鋰離子電池形成充電比容量極高的Li4.4Si，其放電電壓穩(wěn)定、自然儲量豐富的特點使其擁有極大的發(fā)展前景;但其在充放電過程中的體積變化嚴重，導致電池的循環(huán)效率較低。若用納米碳材料對Li4.4Si材料進行適當?shù)陌瑒t可減緩這種體積效應帶來的影響。Yushin等利用CVD法將Si膜形成在石墨烯材料的表面，并用丙烯在高溫條件下進行了碳包覆以增強其導電性，制得了一種Si/(G+C)復合材料，有效地實現(xiàn)了對鋰-硅材料充放電過程中體積效應的改善，增強了電池循環(huán)性能。但是這類材料的制備成本較高，材料也具有易燃的性質，在安全方面具有一定的問題，但可以看作是石墨烯復合材料改善原材料缺陷的典例之一。

過渡金屬氧化物在金屬元素不同氧化態(tài)之間的轉化過程中具有十分可觀的理論容量，但其獨立材料存在體積效應大、電子傳輸速率低等問題。如果將金屬氧化物的納米材料附著于石墨烯表面，則可以防止顆粒之間的團聚，同時充分發(fā)揮石墨烯材料的比表面積優(yōu)勢和過渡金屬氧化物的高容量優(yōu)勢，提高鋰離子的傳輸速率。

目前我國石墨烯市場呈現(xiàn)外資企業(yè)技術領先，國內企業(yè)制造領跑的行業(yè)競爭趨勢。國內石墨烯企業(yè)主要分為三個梯隊。其中第一梯隊是以貝特瑞、方大碳素、碳元科技、沃特新材料等龍頭上市企業(yè)為主，這類企業(yè)營收規(guī)模較大，已經擁有完整的石墨烯生產線并且實現(xiàn)規(guī)模化經營;第二梯度以常州第六元素、二維碳素、寧波墨西、南京先豐納米吉倉納米等企業(yè)為主，這類企業(yè)進入行業(yè)較早，擁有較強的研發(fā)能力和全國范圍的銷售網絡;第三梯隊的則是其他中小型石墨烯相關企業(yè)。

中國石墨烯行業(yè)呈現(xiàn)外資企業(yè)技術領先，國內企業(yè)制造領跑的行業(yè)競爭趨勢。中國石墨烯行業(yè)集中度較高，龍頭企業(yè)壟斷態(tài)勢開始凸顯。

石墨烯行業(yè)競爭格局中第一梯隊由貝特瑞、方大碳素、碳元科技、沃特新材料等營收規(guī)模較大，已經擁有完整的石墨烯生產線并且實現(xiàn)規(guī)?；洜I的龍頭上市企業(yè)組成，該類公司在國內國外均有較為成熟的銷售網絡，市占率較高。

第二梯隊主要常州第六元素、二維碳素、寧波墨西、南京先豐納米吉倉納米等進入行業(yè)較早，擁有較強的研發(fā)能力和全國范圍的銷售網絡的代表企業(yè)。該類企業(yè)依托國內的政策支持，人才回流等紅利，有較強的研發(fā)能力，未來發(fā)展?jié)摿^大。

第三梯隊其他中小型石墨烯生產制造公司，該梯隊中企業(yè)較多，市占率均不高，競爭格局較為分散。

中研研究院《2023-2028年鋰電池負極材料行業(yè)深度研究報告》分析

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