中國石墨烯行業(yè)市場供需規(guī)模與競爭格局貝特瑞、方大碳素等處于第一梯隊

中國石墨烯行業(yè)市場供需規(guī)模與競爭格局貝特瑞、方大碳素等處于第一梯隊一、行業(yè)基本概述石墨烯屬于二維碳材料，是一種以sp2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料，具有優(yōu)異的光學、電學、力學特性。石墨烯具有優(yōu)異的光學、電學、力學特性力學特性石墨烯是已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。而利用氫等離子改性的還原石墨烯也具有非常好的強度，平均模量可達0.25TPa。由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經(jīng)氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強韌。光學特性墨烯具有非常良好的光學特性，在較寬波長范圍內(nèi)吸收率約為2.3%，看上去幾乎是透明的。在幾層石墨烯厚度范圍內(nèi)，厚度每增加一層，吸收率增加2.3%。大面積的石墨烯薄膜同樣具有優(yōu)異的光學特性，且其光學特性隨石墨烯厚度的改變而發(fā)生變化。這是單層石墨烯所具有的不尋常低能電子結(jié)構(gòu)。室溫下對雙柵極雙層石墨烯場效應晶體管施加電壓，石墨烯的帶隙可在0~0.25eV間調(diào)整。施加磁場，石墨烯納米帶的光學響應可調(diào)諧至太赫茲范圍。熱性能石墨烯具有非常好的熱傳導性能。純的無缺陷的單層石墨烯的導熱系數(shù)高達5300W/mK，是為止導熱系數(shù)最高的碳材料，高于單壁碳納米管（3500W/mK）和多壁碳納米管（3000W/mK）。當它作為載體時，導熱系數(shù)也可達600W/mK。此外，石墨烯的彈道熱導率可以使單位圓周和長度的碳納米管的彈道熱導率的下限下移。電子效應石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm2/（V·s），這一數(shù)值超過了硅材料的10倍，是已知載流子遷移率最高的物質(zhì)銻化銦（InSb）的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下，石墨烯的載流子遷移率甚至可高達250000cm2/（V·s）。與很多材料不一樣，石墨烯的電子遷移率受溫度變化的影響較小，50~500K之間的任何溫度下，單層石墨烯的電子遷移率都在15000cm2/（V·s）左右。石墨烯主要分為單層石墨烯、雙層石墨烯、少層石墨烯、多層石墨烯等類型。石墨烯分類單層石墨烯指由一層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子構(gòu)成的一種二維碳材料。雙層石墨烯指由兩層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括AB堆垛、AA堆垛等）堆垛構(gòu)成的一種二維碳材料。少層石墨烯指由3-10層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛構(gòu)成的一種二維碳材料。多層石墨烯指厚度在10層以上10nm以下苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛、ABA堆垛等）堆垛構(gòu)成的一種二維碳材料。石墨烯作為目前人類發(fā)現(xiàn)的強度大、導電導熱性能強的一種新型納米材料，被材料科學家親切地稱為“黑金”。石墨烯不僅可以賦予不同種類纖維或織物優(yōu)異的導電、耐磨、抗菌、防紫外線等性能，同時基于其本身無毒無害、綠色環(huán)保的特性，也非常適應于當前中國環(huán)保型社會發(fā)展的趨勢。近年隨著批量化生產(chǎn)以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應用步伐正在加快，基于已有的研究成果，并已廣泛應用于鋰電池、超級電容、光伏電池、油墨涂料、散熱材料、觸控面板、電線電纜、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域。二、行業(yè)市場現(xiàn)狀\t"/market/202208/_blank"顯示，近年來得益于石墨烯用于導電劑的粉體價格將突破成本瓶頸，石墨烯導電劑市場空間迎來快速發(fā)展，使得中國石墨烯產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模逐年增長。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國石墨烯產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模。由2017年70億元增至265億元。三、行業(yè)供給情況中國具備發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)的先天條件，石墨礦儲量占世界總儲量的近75%，年產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的72%，是中國具有國際競爭優(yōu)勢的礦產(chǎn)之一。目前中國國內(nèi)晶質(zhì)石墨資源主要分布在黑龍江、內(nèi)蒙古、四川、山西、山東，占比分別為43%、27%、7%、6。5%、5。4%，合計占比約89%。中國國內(nèi)隱晶質(zhì)石墨資源儲量約6485萬噸，主要分布在內(nèi)蒙古、湖南、吉林、廣東，占比分別為58%、14。7%、13。7%、5。9%，合計約占全國的92%。近年來中國天然石墨的產(chǎn)量穩(wěn)步增長。雖然2020年由于新冠肺炎疫情的影響，產(chǎn)量略有下降。但進入2021年以來，隨著經(jīng)濟復蘇及石墨復產(chǎn)，產(chǎn)量增加至約73。5萬噸。隨著耐火材料、潤滑油和鋰離子電池等下游行業(yè)的需求不斷攀升，預計中國天然石墨產(chǎn)量將在2022年達83。8萬噸。四、市場需求情況石墨烯產(chǎn)業(yè)目前的細分產(chǎn)品主要是石墨烯粉體和石墨烯薄膜。其中石墨烯粉體主要應用于防腐涂料、鋰電池、超級電容、導熱塑料、消費電子散熱片等。石墨烯薄膜可以應用在導熱膜上，發(fā)揮其優(yōu)異的導熱性能，用于智能手機、平板電腦等設(shè)備的散熱層；或利用石墨烯的導電透光以及高度柔性，可以用來制作柔性顯示屏、可穿戴設(shè)備等。近年來隨著下游市場的不斷發(fā)展，使得石墨烯需求不斷增加，從而也推動了行業(yè)的發(fā)展。具體來看：新能源汽車方面：由于石墨烯其高導電、導熱等特性備受儲能領(lǐng)域的喜愛，加上其復合材料能夠顯著提升鋰電池的電化學性能，使得新能源汽車行業(yè)成為其最大的下游需求領(lǐng)域為，占比達70%以上。近年來得益于國家不斷推出政策支持，中國新能源汽車技術(shù)水平不斷進步、產(chǎn)品性能明顯提升，產(chǎn)銷規(guī)模連續(xù)六年位居世界首位。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國新能源汽車產(chǎn)量為354。5萬輛，銷量為352。1萬輛。2022年1-4月，新能源汽車產(chǎn)量達160。5萬輛，銷量達155。6萬輛，同比增長均為1。1倍，市場占有率達到20。2%。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，新能源乘用車占據(jù)市場主體，2021年新能源乘用車銷量333。4萬輛，同比增長120。6%，占新能源總銷量比例接近95%。隨著新能源車滲透率快速增長，產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展以及疫情的有效控制，中國動力電池市場持續(xù)成長，裝機量持續(xù)增長。數(shù)據(jù)顯示，2022年上半年中國動力電池裝車量110。1吉瓦時，同比增長109。8%。鋰電池方面：隨著中國新能源汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，鋰電池行業(yè)也隨之快速發(fā)展，下游需求增加促進了中國石墨烯行業(yè)的發(fā)展。近年來中國鋰離子電池產(chǎn)量逐年遞增，到目前已成為全球最大的鋰電池生產(chǎn)市場。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，2021年中國鋰離子電池產(chǎn)量為232。6億只，同比增長22。4%，2022年1-5月中國鋰離子電池累計產(chǎn)量為100。4億只，累計增長10。4%。同時中國也是全球最大的鋰電池消費市場。2021年，中國鋰離子電池行業(yè)以深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，加快提升產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈現(xiàn)代化水平，全行業(yè)實現(xiàn)持續(xù)快速增長，先進產(chǎn)品供給能力不斷提高。據(jù)工信部數(shù)據(jù)，2021年中國鋰離子電池出貨量達到324GWh，同比增長106%，約占全球市場的59。4%，這也是連續(xù)第五年成為全球最大的鋰電池消費市場。由此可將，隨著鋰電池需求的持續(xù)升溫，石墨烯的需求量也隨之持續(xù)增長，從而促進石墨烯市場的快速增長。智能手機方面：近年來隨著國家網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的完善升級，中國智能手機用戶規(guī)模呈穩(wěn)中上升趨勢，出貨量不斷增長，到目前中國已擁有全球第一大規(guī)模智能手機市場。但近幾年來，智能手機行業(yè)表現(xiàn)不景氣，出貨量逐漸跌落。數(shù)據(jù)顯示，2022年1-5月，國內(nèi)智能手機出貨量1。06億部，同比下降27。0%，占同期手機出貨量的98。2%。自2021年以來，中國5G手機進入發(fā)展“快車道”，機成為了越來越多的消費者的選擇。但進入2022年，5G手機市場有所放緩，出貨量有所下降。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國5G手機出貨量達2。66億部，較2020年增加了1。03億部，同比增長63。19%，占全國手機總出貨量的75。78%。2022年1-5月中國5G手機出貨量8620。7萬部，同比下降20。2%，占同期手機出貨量的79。7%?？纱┐髟O(shè)備方面：得益于政策環(huán)境、經(jīng)濟環(huán)境及社會環(huán)境的支持，中國可穿戴設(shè)備行業(yè)在過去幾年內(nèi)顯示出蓬勃生機。同時伴隨社會經(jīng)濟的發(fā)展與居民可支配收入的提高，居民的購買力逐漸增強，良好的經(jīng)濟環(huán)境推動了中國可穿戴設(shè)備的普及。數(shù)據(jù)顯示，2016-2020年中國可穿戴設(shè)備市場規(guī)模由147。9億元增至559。2億元。2021年中國可穿戴設(shè)備市場出貨量約為1。4億臺，同比增長27。3%，市場規(guī)模可達698。5億元。而預計隨著石墨烯制備水平的發(fā)展和石墨烯應用技術(shù)水平的發(fā)展，石墨烯材料能夠應用在更多的下游產(chǎn)品和領(lǐng)域中。目前最新石墨烯下游產(chǎn)品，包括石墨烯理療保暖產(chǎn)品，石墨烯內(nèi)暖纖維制成的服裝，第二代石墨烯手機，石墨烯防彈衣、石墨烯防靜電輪胎、石墨烯動力電池等等，顯示出中國在石墨烯應用領(lǐng)域取得了很好的成績。此外，石墨烯對硅的替代有望帶來半導體領(lǐng)域顛覆性的革命，成為下一代集成電路、超級計算機的基礎(chǔ)材料。未來石墨烯的應用領(lǐng)域?qū)^續(xù)拓展，促進石墨烯行業(yè)進一步發(fā)展。五、市場競爭格局近年來中國石墨烯相關(guān)企業(yè)的注冊量總體呈增長趨勢。數(shù)據(jù)顯示，2020年石墨烯相關(guān)企業(yè)注冊數(shù)量為7408家，同比增長了108。91%，增長迅猛。2021年石墨烯相關(guān)企業(yè)注冊量為13279家，同比增長了79。25%。注；僅搜索“石墨烯”目前中國石墨烯市場呈現(xiàn)