一、石墨烯概述

1.定義

發現石墨烯的故事需要從石墨的結構說起。從晶格層面看石墨是三維層狀結構，層內碳原子之間以共價鍵的形式連接，鍵長為0.142nm，作用力非常強，而層與層之間的間隔為0.335nm，以范德瓦爾斯力結合，范德瓦爾斯力并不是鍵合作用，相比共價鍵其作用力非常弱，因此石墨層與層之間可以很容易的滑動，這是石墨是一種很好的高溫潤滑劑的原因，也是它被用來做鉛筆芯的原因。

石墨烯是一種以sp2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。其具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。

2.發展歷程

石墨烯的理論研究始于1947年，迄今已有70余年的歷史。但真正能夠獨立存在的二維石墨烯晶體則是出現在2004年，英國曼徹斯特大學天文物理學教授Andre K. Geim領導的研究小組利用微機械剝離方法首次獲得了石墨烯，標志著這一新型材料的問世。2017年至今，石墨烯已經在鋰電池、太陽能、散熱材料、電纜LED等行業有了較為廣泛的應用。

我國石墨烯行業發展歷程

資料來源：觀知海內咨詢整理（觀知海內信息網）

二、產業鏈

石墨烯產業鏈的上游為石墨礦資源及生產設備;中游為石墨烯薄膜和石墨烯粉體制造;下游主要的應用以新能源、涂料、大健康、節能環保、化工新材料、電子信息等六大產業。

三、上游端分析

石墨是石墨烯生產的原材料，我國是全球最大的石墨生產國，但可開采儲量僅為全球第二，占世界總儲量的25%，靜態可開采年限僅為116年，在全球主要的石墨生產國中，僅高于挪威。受2016年石墨資源開采相關環境法規變動的影響，中國的國內天然石墨產量由2016年的約78萬噸減少至2017年的約62.5萬噸。因受到鍵離子電池及電爐煉鋼行業增長的驅動，國內產量穩步反彈，2019年升至70萬噸。隨著耐火材料、潤滑劑及鍵離子電池等下游板塊需求的日益增長，國內天然石墨生產有望持續增長。據資料顯示，2021年我國天然石墨產量為72萬噸，同比增長10.6%。截止到2022年我國天然石墨產量達73.5萬噸，同比增長13.1%。

2016-2022年中國天然石墨產量及增速情況

資料來源：沙利文 觀知海內咨詢整理（觀知海內信息網）

四、下游端分析

從下游應用領域來看，石墨烯導熱系數高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率比銅或銀更低，因此能應用于多個領域。數據顯示，石墨烯在新能源領域應用占比最高達71.4%，在涂料、醫療健康、復合材料領域占比分別為11.4%、7.1%、7.1%。

中國石墨烯應用領域占比情況

資料來源：觀知海內信息網

石墨烯的潛在應用非常廣泛，被認為幾乎涵蓋材料科學的各個領域：在電子方面的應用，基于載流子遷移率極高，可以取代硅做晶體管等;在光學方面的應用，基于單層吸光率僅為2.3%，可以做透明電極、觸控屏等；用作能源器件，基于其比表面積超高的性質，可以做超級電容器等；復合材料方面，基于其機械強度、導熱、抗腐蝕等方面的性能，可以和金屬、樹脂、涂料等復合來提高它們的強度、導熱能力和防腐性能等。

2022年中國石墨烯應用領域構成情況

資料來源：觀知海內信息網

電容器是一種容納電荷的器件，通常簡稱其為電容，用字母C表示，由兩個相互靠近的導體在中間夾一層不導電的絕緣介質構成，在調諧、旁路、耦合、濾波等電路中起著重要的作用。

近年得益于我國信息化產業的發展，數碼電子產品的更新換代速度越來越快，以平板電視（LCD和PDP）、筆記本電腦、數碼相機等產品為主的消費類電子產品產銷量持續增長，帶動了電容器產業增長，市場規模不斷增長。目前我國已經成為全球最大的電容器市場，占全球市場比重超過七成。數據顯示，2021年我國電容器行業市場規模從2017年的992億元增長到了1214億元。數據顯示，2022年我國電容器市場規模已達1268億元，在全球市場中的比重高達77.3%，增速為4.45%。

2017—2022年中國電容器市場規模及增速

資料來源：觀知海內信息網

五、行業現狀

得益于近年來我國新能源、半導體等產業的迅速發展，石墨烯的需求量也隨之不斷增長，推動了行業規模的持續擴張。2019年中國石墨烯產業規模達163億元（下游應用制品市場規模），2021年市場規模增長至265億元，2022年中國石墨烯產業規模在335億元左右。近幾年來看，中國石墨烯產業規模已占全球的30%以上，并逐年提高。

2016-2022年中國石墨烯行業市場規模及增速

資料來源：觀知海內信息網

相對于傳統鋰電池導電劑，石墨烯比表面積適中，導電性良好，在電池中充當導電網絡的節點，在負極中，它不僅可以提高電極的導電性，而且可以提高負極的容量。數據顯示，我國導電劑石墨烯市場規模在2020年達139億元，同比增長44.8%，2022年我國導電劑石墨烯市場規模市場規模達191億元。

2017—2022年中國導電劑石墨烯市場規模及增速

資料來源：觀知海內信息網

六、發展趨勢

石墨烯作為技術密集型的前沿新材料，前期產業培育以技術驅動為主，以“從上至下”的產業鏈發展模式為主，需石墨烯企業自行尋找和開拓市場，不利于產業的快速健康發展。近年來，隨著石墨烯制備技術成熟化和產業應用多元化，石墨烯與各領域的融合持續深化，逐步由技術驅動轉變為應用驅動。此外，突如其來的新冠疫情，更是激發了石墨烯在醫療健康領域的新應用，開辟了新的市場，行業迎來新的發展機遇。

石墨烯屬于技術、人才和資金高度密集型的前沿新材料產業，只有跟下游應用深度融合，完全打開應用市場才能快速發展。石墨烯不僅與紡織鞋服、功能涂料、改性橡膠等傳統產業發展關系密切，同時與電子信息、航空航天、新能源、生物醫藥等戰略性新興產業的發展也緊密相關，形成“共生共融、協同發展”的產業生態。“十四五”期間，我國石墨烯產業將進一步發揮改造提升傳統產業、培育新興產業的功能，與相關產業深度融合發展，加速推動我國石墨烯產業化進程，推動我國石墨烯行業快速發展。