石墨烯調(diào)研報(bào)告

石墨烯調(diào)研匯報(bào)目錄一、石墨烯簡(jiǎn)介 1二、石墨烯的應(yīng)用 2三、國(guó)內(nèi)重要研發(fā)機(jī)構(gòu) 3四、石墨烯在鋰電池中的應(yīng)用 3五、石墨烯鋰電池的發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況（新聞方面） 4六、石墨烯產(chǎn)業(yè)政策 5七、石墨烯制備有關(guān)企業(yè) 6八、石墨烯器件加工企業(yè) 7九、石墨烯行業(yè)國(guó)內(nèi)部分重要企業(yè)（部分） 8十、東旭光電近2年在石墨烯領(lǐng)域的投資狀況 9一、石墨烯簡(jiǎn)介石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化軌道構(gòu)成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，是只有一種碳原子厚度的二維材料。石墨烯一直被認(rèn)為是假設(shè)性的構(gòu)造，無(wú)法單獨(dú)穩(wěn)定存在。直至，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫，成功地在試驗(yàn)中從石墨中分離出石墨烯，從而證明它可以單獨(dú)存在。兩人也因“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性試驗(yàn)”為由，共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。石墨烯是已知強(qiáng)度最高的物質(zhì)，是已知電阻率最小的材料，是已知最薄的材料，是已知導(dǎo)熱率最高的材料，并且擁有超大的比表面積。超大比表面積使得石墨烯成為潛力巨大的儲(chǔ)能材料。石墨烯具有卓越而獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、化學(xué)性能，因此在諸多領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。誘人的應(yīng)用前景，使得意在應(yīng)用石墨烯的研發(fā)機(jī)會(huì)也在全球范圍內(nèi)急劇增長(zhǎng)。目前石墨烯制備還沒(méi)有找到一種適合大規(guī)模生產(chǎn)的措施和途徑，這也是石墨烯成本一直居高不下的原因。現(xiàn)重要的制造措施分別是：機(jī)械剝離法、氣相沉積法、外延生長(zhǎng)法、氧化還原法等。二、石墨烯的應(yīng)用石墨烯是一種技術(shù)含量非常高、應(yīng)用潛力非常廣泛的碳材料，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、光伏產(chǎn)業(yè)、鋰離子電池、航天、軍工、新一代顯示屏等老式領(lǐng)域和新興領(lǐng)域都將帶來(lái)革命性的技術(shù)進(jìn)步。三、國(guó)內(nèi)重要研發(fā)機(jī)構(gòu)國(guó)內(nèi)重要的研發(fā)機(jī)構(gòu)有：中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、寧波材料所、浙江大學(xué)、東南大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、天津大學(xué)、南京大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)等。四、石墨烯在鋰電池中的應(yīng)用石墨烯電池，運(yùn)用鋰電池在石墨烯表面和電極之間迅速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開發(fā)出的一種新能源電池。由于石墨烯電池在汽車和移動(dòng)設(shè)備上的應(yīng)用成功，電動(dòng)汽車的環(huán)境保護(hù)無(wú)污染長(zhǎng)處市場(chǎng)需求量大，電動(dòng)汽車的發(fā)展前景樂(lè)觀，另一種電子產(chǎn)品的巨大市場(chǎng)規(guī)模。這兩大塊需求市場(chǎng)將帶動(dòng)石墨烯電池未來(lái)巨大的市場(chǎng)需求。目前，需要處理的石墨烯電池的生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)技術(shù)工藝改善以及推廣等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)重要研究的是石墨烯運(yùn)用到鋰電池上，而非全新體系的石墨烯電池。石墨烯是一種新型材料，是已知材料中最薄的一種。由于它的電阻率低，電子遷移的速度極快，表面積大和電性能良好，被科學(xué)家認(rèn)為是鋰離子電池的理想電極材料。公開資料顯示，近年來(lái)石墨烯等新型負(fù)極材料的研發(fā)與應(yīng)用，開始受到業(yè)內(nèi)的關(guān)注。研究證明，將石墨烯應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極材料中，可以大幅度提高負(fù)極材料的電容量和大倍率充放電性能。石墨烯可制止復(fù)合材料中納米粒子的團(tuán)聚，緩和充放電過(guò)程中的體積效應(yīng)，延長(zhǎng)材料的循環(huán)壽命。粒子在石墨烯表面的附著，可減少材料形成SEI膜過(guò)程中與電解反應(yīng)的能量損失。特斯拉CEO馬斯克近目在接受英國(guó)汽車雜志采訪時(shí)表達(dá)，正在研究高性能電池，特斯拉電動(dòng)車的續(xù)行里程很快將能到達(dá)800公里，比目前增長(zhǎng)近70％。其表達(dá)，特斯拉一直致力于打造純電動(dòng)汽車，將繼續(xù)革新電池技術(shù)，不考慮造混合動(dòng)力車。特斯拉Model3電動(dòng)汽車的續(xù)行里程有望達(dá)320公里，售價(jià)約為3.5萬(wàn)美元。《功能材料信息》第11卷第4期56-56頁(yè)據(jù)悉，石墨烯兼具高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性、柔韌性等長(zhǎng)處，應(yīng)用于鋰電池負(fù)極材料后，可大幅度提高其電容量和大倍率充放電性能，或成特斯拉電池的理想材料。特斯拉研究高能電池石墨烯或?yàn)槔硐氩牧?，這項(xiàng)新技術(shù)的關(guān)鍵在于，新型多孔石墨烯材料具有巨大的內(nèi)部表面區(qū)域，因此能實(shí)目前極短時(shí)間內(nèi)充電。所充電能量與一般鋰電池的電能量相稱。更重要的是，石墨烯電池電極在通過(guò)1萬(wàn)次充放電之后。能量密度并未出現(xiàn)明顯損失。五、石墨烯鋰電池的發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況（新聞方面）1.華為推業(yè)界首個(gè)石墨烯增強(qiáng)電池壽命為一般鋰電池2倍，12月4日該企業(yè)中央研究院瓦特試驗(yàn)室在第57屆日本電池大會(huì)上宣布推出業(yè)界首個(gè)高溫長(zhǎng)壽命石墨烯基鋰離子電池。試驗(yàn)成果顯示，以石墨烯為基礎(chǔ)的新型耐高溫技術(shù)可將鋰離子電池上限使用溫度提高10℃，使用壽命是一般鋰離子電池的2倍。2.東旭光電（股票代碼：000413）-上海交通大學(xué)石墨烯技術(shù)研發(fā)中心揭牌成立7月8日，東旭光電集團(tuán)在北京舉行石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品公布會(huì)，推出了以上海交通大學(xué)郭守武專家團(tuán)體專利技術(shù)為關(guān)鍵的世界首款石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品——“烯王”牌移動(dòng)電源。該產(chǎn)品所使用的石墨烯基鋰離子電池性能十分優(yōu)良，與一般電池相比不僅可滿足5C條件下（12分鐘）的迅速充放電，并且該石墨烯基鋰離子電池可在-30℃~80℃環(huán)境下工作，循環(huán)壽命更高達(dá)3500次。會(huì)議期間，東旭光電集團(tuán)、上海碳源匯谷新材料科技有限企業(yè)與上海交通大學(xué)三方合作成立的“東旭光電-上海交大石墨烯技術(shù)研發(fā)中心”正式揭牌成立，中心建于上海交通大學(xué)。上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院副院長(zhǎng)王延峰與東旭光電集團(tuán)王忠輝副董事長(zhǎng)為中心揭牌。中心成立協(xié)議約定東旭光電集團(tuán)控股子企業(yè)上海碳源匯谷新材料科技有限企業(yè)在未來(lái)五年內(nèi)每年向該中心出資200萬(wàn)元，合計(jì)1000萬(wàn)元人民幣，用以資助中心在石墨烯在儲(chǔ)能材料和期間、石墨烯基熱管理和重防腐涂層以及石墨烯在光電子材料和器件中應(yīng)用的有關(guān)科學(xué)和技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)方面的工作。東旭光電副總經(jīng)理、石墨烯產(chǎn)業(yè)負(fù)責(zé)人王忠輝表達(dá)：“諸多人都認(rèn)為烯王只是個(gè)充電寶，但實(shí)際上烯王是包括石墨烯材料、石墨烯基鋰離子電池正負(fù)極材料、石墨烯基鋰離子電池以及石墨烯基鋰離子電池移動(dòng)電源在內(nèi)的所有企業(yè)系列石墨烯產(chǎn)品的品牌和代名詞，充電寶也只是企業(yè)推出的烯王系列產(chǎn)品中第一種面向消費(fèi)者的產(chǎn)品而已。而未來(lái)，烯王更將成為企業(yè)的一種精神和文化。3.南洋科（股票代碼：002389）技擬入股合肥微晶涉足石墨烯領(lǐng)域南洋科技于11月14日晚間公告稱，企業(yè)近日與呂鵬、合肥高新、張梓晗等簽訂了投資合作框架協(xié)議，協(xié)議約定，合肥微晶材料科技有限企業(yè)（下稱“合肥微晶”）向企業(yè)定向增資擴(kuò)股，企業(yè)出資1000萬(wàn)元認(rèn)購(gòu)其新增20%股份。據(jù)簡(jiǎn)介，合肥微晶成立于1月，是由中國(guó)科技大學(xué)數(shù)名在校博士和碩士領(lǐng)銜開辦的以生產(chǎn)石墨烯等先進(jìn)材料為主的高科技企業(yè)。該企業(yè)研發(fā)實(shí)力較強(qiáng)，在石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)、石墨烯生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)、制備以及有關(guān)技術(shù)服務(wù)方面擁有豐富的技術(shù)背景。同步研發(fā)團(tuán)體與多種國(guó)內(nèi)外高校研究所的科技團(tuán)體有親密合作，該企業(yè)目前已合計(jì)申請(qǐng)專利8項(xiàng)，其中已獲授權(quán)3項(xiàng)。該企業(yè)于底通過(guò)合肥市高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)證，并于獲批科技型中小企業(yè)創(chuàng)新基金。目前為合肥國(guó)家大學(xué)科技園和中國(guó)科技大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院的在孵企業(yè)。六、石墨烯產(chǎn)業(yè)政策石墨烯處在由試驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時(shí)期。雖然產(chǎn)業(yè)化獲得了不少成果，但仍屬剛起步階段，目前階段制約石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵原因是石墨烯的工業(yè)化制備措施不成熟，面臨著成本高、產(chǎn)品不穩(wěn)定、原則化程度低等問(wèn)題,還需要長(zhǎng)時(shí)間發(fā)展才能克服這些困難。因此，目前石墨烯產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵看政策扶持。工信部公布《新材料產(chǎn)業(yè)"十二五"發(fā)展規(guī)劃》，初次明確提出支持石墨烯新材料發(fā)展;年11月，我國(guó)公布的《關(guān)鍵材料升級(jí)換代工程》提出到年實(shí)現(xiàn)石墨烯的批量穩(wěn)定生產(chǎn)和規(guī)?；瘧?yīng)用;11月，《有關(guān)加緊石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》公布，提出了將石墨烯打造為先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，并在形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系，實(shí)現(xiàn)石墨烯原則化、系列化和低成本化等規(guī)定。

七、石墨烯制備有關(guān)企業(yè)

八、石墨烯器件加工企業(yè)

九、石墨烯行業(yè)國(guó)內(nèi)部分重要企業(yè)（部分）目前中國(guó)的石墨烯行業(yè)還處在初級(jí)階段，制備技術(shù)不成熟，且存在高成本、低良品率等問(wèn)題，這些都是石墨烯在工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)的難題。如下是行業(yè)國(guó)內(nèi)部分企業(yè)狀況簡(jiǎn)介。

十、東旭光電近2年在石墨烯領(lǐng)域的投資狀況擬16.5億投建石墨烯基鋰電池項(xiàng)目9月6日公告,基于石墨烯基鋰離子電池項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中市場(chǎng)的良好反應(yīng),就上海碳源匯谷泰州石墨烯基鋰離子電池項(xiàng)目擴(kuò)大投資規(guī)模等事宜到達(dá)一致意見,該項(xiàng)目投資總額由此前公告的5億元增至16.5億元。據(jù)簡(jiǎn)介,泰州石墨烯基鋰離子電池項(xiàng)目已于近日在泰州市海陵區(qū)發(fā)展和改革委員會(huì)完畢項(xiàng)目投資立案。該項(xiàng)目投資總額為16.5億元,分兩期建設(shè),12月動(dòng)工建設(shè)一期生產(chǎn)線,建設(shè)周期12個(gè)月。此外,為鼓勵(lì)上海碳源匯谷在泰州建設(shè)研發(fā)及檢測(cè)平臺(tái),泰州產(chǎn)業(yè)園管委同意以股份形式出資萬(wàn)元與上海碳源匯谷或項(xiàng)目企業(yè)共同建設(shè)獨(dú)立的研發(fā)和檢測(cè)平臺(tái),該平臺(tái)租用項(xiàng)目企業(yè)場(chǎng)地,由上海碳源匯谷或項(xiàng)目企業(yè)控股進(jìn)行管理和運(yùn)行。自項(xiàng)目企業(yè)成立之日起,合計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入超過(guò)20億元的,泰州產(chǎn)業(yè)園管委萬(wàn)元出資作為獎(jiǎng)勵(lì)免費(fèi)轉(zhuǎn)讓予上海碳源匯谷或項(xiàng)目企業(yè)。與藍(lán)思科技簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議6月2日公告稱,企業(yè)近日與藍(lán)思科技(股票代碼：300433)簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方經(jīng)友好協(xié)商,就研發(fā)合作、產(chǎn)業(yè)整合、市場(chǎng)拓展、信息交流等領(lǐng)域開展全方位戰(zhàn)略合作等事宜到達(dá)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。在研發(fā)合作方面,雙方將共同在包括高鋁蓋板玻璃、藍(lán)寶石玻璃、石墨烯基柔性顯示屏在內(nèi)的光電顯示材料的開發(fā)和應(yīng)用層面開展技術(shù)研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新合作以及新技術(shù)、新產(chǎn)品的應(yīng)用推廣,雙方共同協(xié)商研發(fā)合作方向和目的,制定研發(fā)計(jì)劃,有序推進(jìn)各項(xiàng)合作內(nèi)容。產(chǎn)業(yè)化整合和市場(chǎng)拓展方面,東旭光電依托石墨烯基柔性顯示屏、“王者熊貓”蓋板玻璃在內(nèi)的先進(jìn)柔性顯示材料技術(shù)以及藍(lán)寶石材料應(yīng)用技術(shù)與藍(lán)思科技進(jìn)行充足合作,共同拓展柔性顯示及藍(lán)寶石材料在新興領(lǐng)域的應(yīng)用市場(chǎng)。中國(guó)石墨烯聯(lián)盟簽訂合作協(xié)議5月29日公布公告,近日企業(yè)與天津東麗經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)總企業(yè)及中國(guó)國(guó)際石墨烯資源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟基于互惠互利的原則,通過(guò)友好協(xié)商,共同簽訂了《合作協(xié)議》。合作協(xié)議的簽訂有助于企業(yè)借助天津市的地區(qū)、政策、產(chǎn)業(yè)等優(yōu)勢(shì),結(jié)合聯(lián)盟的技術(shù)力量和國(guó)際資源,把握石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史機(jī)遇,加速企業(yè)的石墨烯產(chǎn)業(yè)布局,推進(jìn)天津石墨烯資源集聚和產(chǎn)業(yè)整合,助力國(guó)家石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同西班牙合作納米材料(包括石墨烯)4月25日公告,企業(yè)近日與TheCatalanInstituteofNanoscienceandNanotechnology(西班牙加泰羅尼亞納米科學(xué)和納米技術(shù)研究所,如下簡(jiǎn)稱“ICN2”或“西班牙方”)簽訂了《戰(zhàn)略框架協(xié)議》。企業(yè)為了能將光電、生物傳感器、半導(dǎo)體、儲(chǔ)能、熱管理、石墨烯油墨、制造設(shè)備和其他領(lǐng)域的處在研發(fā)階段的石墨烯應(yīng)用技術(shù)成果充足向商業(yè)化轉(zhuǎn)化,與西班牙ICN2簽訂戰(zhàn)略框架協(xié)議,擬建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,ICN2將考慮向企業(yè)開放其研究人員的某些最新研究進(jìn)展。加泰羅尼亞納米科學(xué)和納米技術(shù)研究所(ICN2)是一所非營(yíng)利性的國(guó)際研究機(jī)構(gòu),是一家歐洲頂級(jí)的納米科學(xué)和納米技術(shù)研究中心,擁有領(lǐng)先的研究人員和先進(jìn)的設(shè)備。在納米材料(包括石墨烯)的多項(xiàng)基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)方面ICN2都擁有領(lǐng)先地位。簽訂石墨烯產(chǎn)業(yè)合作協(xié)議3月10日午間披露,企業(yè)近日與四川省德陽(yáng)市旌陽(yáng)區(qū)人民政府簽訂了《東旭旭德陽(yáng)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金戰(zhàn)略合作協(xié)議》,雙方共同設(shè)置一支規(guī)模2億元的產(chǎn)業(yè)基金,推進(jìn)“四川省石墨烯產(chǎn)業(yè)園”建設(shè),著力打造西部首個(gè)集科研創(chuàng)新、孵化應(yīng)用于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈集群——“西部碳谷”。該基金投資方向重要圍繞產(chǎn)業(yè)鏈配置創(chuàng)新、集聚創(chuàng)新要素,強(qiáng)化上下游協(xié)同創(chuàng)新,專注于國(guó)內(nèi)外石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、項(xiàng)目孵化、產(chǎn)品開發(fā)及上下游關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域、產(chǎn)業(yè)融合的培育和成果轉(zhuǎn)化。投資對(duì)象重點(diǎn)投向具有原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新或消化吸取再創(chuàng)新屬性、且處在初創(chuàng)期、早中期的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)或關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新型企業(yè),投資此類企業(yè)的資金比例不低于基金總規(guī)模的60%。投資石墨烯設(shè)備企業(yè)3月8日晚間公告稱,企業(yè)擬投資合計(jì)7345.45萬(wàn)元,以股權(quán)受讓及增資方式獲得上海碳源匯谷新材料科技有限企業(yè)(簡(jiǎn)稱“上海碳源匯谷”)50.5%股權(quán),意在增強(qiáng)企業(yè)在石墨烯領(lǐng)域的實(shí)力和影響力上海碳源匯谷是一家專注于石墨烯規(guī)?；苽?、應(yīng)用技術(shù)開發(fā)的企業(yè),其中試生產(chǎn)線生產(chǎn)的石墨烯產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)99%以上的單層率,純度達(dá)99.9%;石墨烯/磷酸鐵鋰電池可滿足10C條件下的充放電,即在6分鐘內(nèi)可充斥或放空,明顯縮短電池的充放電時(shí)間,延長(zhǎng)了電池使用壽命、提高了電池容量。企業(yè)通過(guò)自有資金完畢對(duì)上海碳源匯谷的收購(gòu),可以依托目的企業(yè)的科研力量和已獲得的技術(shù)突破,深入提高企業(yè)石墨烯技術(shù)水平,加速實(shí)現(xiàn)低成本高品質(zhì)石墨烯制備,協(xié)助企業(yè)石墨烯有關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域項(xiàng)目迅速成長(zhǎng)并形成產(chǎn)業(yè)能力,大大提高企業(yè)石墨烯業(yè)務(wù)的發(fā)展速度,增強(qiáng)企業(yè)在石墨烯領(lǐng)域的實(shí)力和影響力。上海碳源匯谷在至稅后凈利潤(rùn)分別不低于500萬(wàn)元、1000萬(wàn)元及萬(wàn)元。若其中任一年度經(jīng)審計(jì)的凈利潤(rùn)無(wú)法到達(dá)承諾凈利潤(rùn)原則時(shí),差額部分由交易對(duì)方以現(xiàn)金向目的企業(yè)予以補(bǔ)足。出資1050萬(wàn)投資石墨烯項(xiàng)目3月4日公布公告，企業(yè)擬與北京理工大學(xué)共同投資設(shè)置控股子企業(yè)“北京旭碳新材料科技有限企業(yè)”，開展石墨烯新材料研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)、項(xiàng)目投資。擬設(shè)置的合資企業(yè)注冊(cè)資本為1,500萬(wàn)元人民幣，其中東旭光電以貨幣出資1,050萬(wàn)元人民幣，占注冊(cè)資本的70%。合資企業(yè)經(jīng)營(yíng)前期將以高性能石墨烯透明導(dǎo)電薄膜、高性能石墨烯散熱材料以及高性能石墨烯鋰離子電池負(fù)極材料和超級(jí)電容器的原則化產(chǎn)品、量產(chǎn)工藝及配套裝備的研發(fā)、生產(chǎn)與市場(chǎng)推廣為重點(diǎn)方向，并就石墨烯替代硅片、石墨烯量子點(diǎn)等新材料、新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用開展預(yù)研。聯(lián)手高校研發(fā)石墨烯8月11日公告稱，企業(yè)近日與北京理工大學(xué)簽訂了有關(guān)在石墨烯新材料領(lǐng)域開展產(chǎn)學(xué)研合作的協(xié)議，協(xié)議期間為5年。企業(yè)與北理工確定在光電顯示及其他國(guó)家支持的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，就石墨烯新材料的技術(shù)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化