2010 年的诺贝尔奖将一种新型二维碳纳米材料——石墨烯带入了人们的视线。石墨烯集合世界上最优质的各种材料品质于一身，被广泛应用于电子、航天、光学、储能、生物医药、日常生活等领域。正因如此，目前欧盟已投入10亿欧元用于石墨烯的研究和产业化应用。韩国和英国分别投入3.5 亿美元、5000万英镑进行商业化计划。我国在石墨烯新材料产业化方面也正在发力。今年（2014年）10 月23 日，国家发改委、财政部、工信部共同发布《关键材料升级换代工程实施方案》，提出到2016 年，推动包含石墨烯在内的20 种重点新材料实现批量稳定生产和规模应用。此外，工信部等部门正在加紧研究“十三五”新材料规划，石墨烯有望入选。各级政府也将石墨烯产业作为产业升级换代的突破口，纷纷成立石墨烯相关产业或联盟。本文浅谈将石墨烯产业在我国的发展现状，希望能为各级政府提供决策参考。
我国石墨烯产业的起步较早，从2011 年成立第一家石墨烯企业以来，到2014年成立石墨烯企业或联盟40 余家，图1 中展示了中国主要石墨烯产业的分布情况。由图可见，中国目前的石墨烯公司大多分布在东南沿海一带，尤其是长三角区域。其次是四川盆地一带和山东地区。此外在天津、山西、内蒙古也略有分布。长三角地区石墨烯产业的发展与其优越的地理位置、便利的交通、雄厚的经济实力和政策扶持有关。例如，无锡市计划在2015 年石墨烯及相关产业规模突破50亿元，2020 年达到300 亿元。宁波市计划在三年内设立9000 万的财政资金，并在10 年内打造千亿级规模的产业特色群。此外，江苏、内蒙古、山东等地相继成立石墨烯联盟，旨在促进政、企、产、学、研相结合，构建以石墨烯原材料、研发、制备、应用为主体的产业链。图2 中显示了石墨烯的产业链，本文中将以上下游产业的分布为例，浅谈中国石墨烯产业的发展现状和应用前景。
  目前我国石墨烯产业大部分是处于下游的生产企业，且还处于中试阶段（图1 中所示的大部分企业）。能够规模化量产的石墨烯公司只有少数几家，如常州二维碳素材料有限公司（30000 m2 石墨烯透明导电膜/年）、常州第六元素材料科技股份有限公司（100 吨粉体石墨烯/年）、宁波墨西科技有限公司（300 吨石墨烯/年）、重庆墨希科技有限公司（1 百万条单层石墨烯膜/年）等。目前，越来越多的石墨烯公司正在进行或已完成中试，准备投入量产石墨烯。例如，2013年底，济宁利特纳米技术有限责任公司已完成中试，准备打造年产20 吨的石墨烯生产公司。2014 年9 月，宁夏国富石墨烯有限公司“年产30 吨粉体石墨烯生产线”项目顺利通过验收，准备投入生产。此外，现有的量产公司希望能进一步扩大规模，提高产量。例如，常州二维碳素材料有限公司希望能于今年年底达到200000 m2 石墨烯透明导电膜的年产量。常州第六元素材料科技股份有限公司预计2016 年可年产1000 吨粉体石墨烯。以常州第六元素材料科技股份有限公司为例，该公司于2014 年10 月成功上市，成为国内石墨烯行业首家新三板挂牌企业。综上，作为新兴产业，中国石墨烯下游产业的发展呈现出欣欣向荣、蓬勃发展的势头，与国际发达国家基本处于同步阶段。
根据市场研究公司LuxResearch“评估中国的碳纳米管与石墨烯发展”的研究报告，预期全球石墨烯纳米颗粒的市场需求在2018 年时将达到1520 吨。然而，光是中国本身就足以满足全球在2016 年以前的石墨烯纳米颗粒需求。这标志着中国企业已经有能力参与到全球石墨烯市场的竞争，并在石墨烯的研究与制造方面取得较为领先的优势。
然而，目前国内的石墨烯生产企业还没有完全进入盈利模式，主要原因是应用市场不明。石墨烯的大规模生产促进和推动着石墨烯应用领域的研究和发展。目前国内石墨烯产品的研发公司有常州二维碳素材料有限公司、常州第六元素材料科技股份有限公司、宁波墨西科技有限公司、重庆墨希科技有限公司、德阳烯碳科技有限公司、济宁利特纳米技术有限责任公司等。这些企业同样也是规模化量产的石墨烯公司，主要集中在长三角地区、四川盆地和山东一带。图3显示了长三角地区石墨烯产品的研发领域，是我们在长三角地区11 家公司的调研结果。由图3 可以看出，目前石墨烯产品研发的主要应用领域集中在超级电容器、锂离子电池、复合材料、透明导电电极、太阳能电池等方面。
 2013 年12 月，由多家石墨烯不同生产环节的企业共同研发的全球首款双层多点石墨烯触控手机在无锡推出。该款手机由无锡爱维特信息技术公司研制，首批试产了两千余台，定价600 元/台并在淘宝上销售一空良好。公司将扩大生产规模，产销量计划升至数万台。常州立方能源技术有限公司2014 年1 月宣布建成中国首条石墨烯基超级电容器生产线，预计年产5 万只、单体容量为3000 法拉第。图4 中展示了爱维特石墨烯手机（a）和立方能源公司生产的石墨烯基超级电容器（b）。这标志着中国石墨烯从原材料到最终产品的产业链初步形成，并率先在柔软手机触屏和储能领域有了重点突破。
随着我国石墨烯产业链的初步形成，各石墨烯研究单位和企业在石墨烯的定义、性能、制备方法、检测表征方法等行业技术核心问题上尚未形成共识，这对石墨烯产业的发展和乃至上下游企业间的交流造成了不可忽视的影响。因此，发布石墨烯产业标准，加速石墨烯标准化工作进展，就显得尤其重要。截止目前，中国石墨烯标准化委员会秘书处所在的泰州石墨烯研究及检测平台共推出石墨烯企业标准19 项，涉及石墨烯原子结构及光学、电学、力学、热学性能等多个领域。如何积极推动和促进从企业标准上升到国家标准甚至国际标准,是目前中国石墨烯产业发展的需求，需要各方面的积极参与和共同努力。
综上所述，中国石墨烯产业从原材料到最终产品的产业链初步形成，整体呈现出欣欣向荣、蓬勃发展的势头。下游生产企业已经有能力参与到全球石墨烯市场的竞争，并在石墨烯的研究与制造方面取得较为领先的优势。上游石墨烯产品率先在柔软手机触屏和储能领域有了重点突破。在上下游的沟通方面共推出石墨烯企业标准19 项，涉及石墨烯原子结构及光学、电学、力学、热学性能等多个领域。目前石墨烯产业发展的主要需求有：（1）面对石墨烯的其他应用领域，根据我国工业基础和工业发展的需求，由简入繁、因势利导，有目的、有规划、分阶段，逐步推动石墨烯的商业化应用。（2）积极推动和促进有关石墨烯的企业标准上升到国家标准甚至国际标准。中国计量科学研究院以瞄准国际计量科学前沿，满足国家科技、经济和社会的发展及高新技术应用需要为目标，开展了大量的计量基础性、前瞻性和综合性的技术研究。竭诚希望能与众石墨烯企业和科研单位通力合作，共谋发展，为国家标准的早日形成和石墨烯产业蓬勃发展添砖加瓦。
►欢迎进入【粉体论坛】
|
