中国石墨烯产业研究报告

石墨烯是由单层碳原子构成的蜂窝状二维晶体材料。独特的结构赋予了石墨烯良好的电学、热学、力学、光学特性,这些优异的特性使得石墨烯在电子信息、储能、热管理、生物医学、节能环保、航空航天等领域具有广阔的应用前景。2004年英国曼彻斯特大学安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫从石墨中剥离出石墨烯,并因此获得2010年诺贝尔物理学奖,继而引发了全球范围的“石墨烯热”。石墨烯被认为是引领新一轮全球高科技竞争和产业变革的前沿新材料。作为继碳纤维之后的新一代碳材料,不但有望替代碳纤维的角色,在重要领域发挥关键作用,更有望对传统产业转型升级和新兴产业培育形成重大的创新推动,进而衍生出万亿规模的石墨烯产业。欧盟、美国、日本、韩国等国家和地区均对石墨烯予以高度重视。与其他国家相比,中国已成为全球石墨烯研究和应用开发较为活跃的国家之一,我国石墨烯的论文发表量和专利申请量均居世界前列,截至2019年年底,中国的石墨烯论文总数超过10万篇,位居全球前列;2019年,全球石墨烯专利申请总量已高达9万余件,中国石墨烯专利申请总量已占据全球申请总量的70%。除科研外,中国石墨烯产业化同样飞速发展,目前,各省、自治区、直辖市已成立石墨烯产业园、石墨烯产业创新中心和石墨烯研究院40多家,实际开展石墨烯业务的企业有3100多家,其中从事研发、销售和应用的单位数量在石墨烯产业链中占七成。中国石墨烯产业初步呈现出集群化的分布特征,初步形成了以长三角、珠三角和京津冀鲁为聚合区,多地分布式发展的空间格局。石墨烯已经逐步走出实验室,石墨烯锂离子电池导电剂、石墨烯改性重防腐涂料、石墨烯超级电容器等应用产品不断涌现。中国石墨烯行业市场规模(按产值统计)由2015年的5.8亿元快速增长至2019年的160.2亿元,石墨烯作为新材料产业的先导,在带动传统制造业转型升级,培育新兴产业增长点,推动大众创新、万众创业中的作用越来越显著。当前,我国石墨烯产业也面临诸多困难和问题,一是关键技术仍有待突破,如高质量石墨烯材料低成本、绿色制备和提纯技术尚不成熟;二是缺乏龙头企业带动,国内从事石墨烯生产和应用研发的多为小微企业,缺乏大型企业;三是同质化竞争严重,国内多地都在大力发展石墨烯产业,但特色不够鲜明,有重复建设问题存在;四是产业生态体系尚不成熟、标准和产业配套不完善。为了准确把脉我国的石墨烯研发和产业化现状,协助国家做出相关战略决策,推动我国石墨烯新兴产业发展,中关村石墨烯产业联盟联合北京石墨烯研究院、北京科学技术情报研究所、北京国知专利预警咨询有限公司等单位对石墨烯的性质、应用领域、专利情况及国内石墨烯产业发展情况进行了系统的分析和梳理。本书共分为10章，1章由刘宇、童伟和毋伟撰写,概述了石墨烯的基本性质及其制备工艺等;第2章由周静撰写,总结了我国石墨烯产业整体发展情况;第3章由陆文杰和王敏撰写,对我国石墨烯产业政策进行了详细梳理和分析;第4章由赵秀婷撰写,对我国石墨烯产业区域发展态势进行了分析;第5章由杨坤、姚希、于立彪和李哲撰写,对我国石墨烯产业相关专利、标准和检测发展态势进行了详细的分析;第6章由赵秀婷撰写,对我国重点石墨烯产业园区发展现状进行了分析;第7章由班建伟撰写,对我国主要石墨烯上市企业动态进行了分析;第8章由周静、彭海琳和孟艳芳撰写,跟踪总结了我国重点石墨烯研究院与实验室发展动态;第9章由宋怀河和赵秀婷撰写,对当前石墨烯主要应用领域的研究进展进行了归纳总结;第十章由班建伟和崔银芳撰写,对我国石墨烯产业当前存在的问题进行了深入分析和探讨,提出了意见和建议,以期为国家和地方石墨烯产业的发展与宏观决策提供参考依据。《中国石墨烯产业研究报告》由中关村石墨烯产业联盟组织专业人员编撰,力求素材新颖翔实、内容创新精炼、更具科学性、指导性和实践性,在本书编撰过程中,得到了30多位石墨烯行业专家教授、企业家的大力支持和帮助,在此表示衷心的感谢! 我国石墨烯产业发展十分迅速,书中难免有疏漏之处,恳请专家和读者批评指正!

本书共分10章,首先概述了石墨烯的基本性质及其制备工艺,然后对我国石墨烯产业的发展脉络进行了详细梳理。文中详细分析了国家及地方出台的石墨烯相关政策以及各个石墨烯产业集聚区的特点、发展现状及重点企业情况,同时对国内重点石墨烯产业园和石墨烯相关上市公司的发展情况进行了详细介绍。石墨烯专利申请及标准制定情况也是反映产业发展的重要线索,本书对这一部分也进行了详细分析,同时书中对当前石墨烯主要应用领域的研究进展进行了归纳总结,并在此基础上对我国石墨烯产业当前存在的问题进行了深入分析和探讨,提出了意见和建议,以期为国家和地方石墨烯产业发展与宏观决策提供参考依据。本书可供高等院校化学、材料等专业高年级本科生、研究生以及研究院所科研人员参考和阅读。

中关村石墨烯产业联盟组织编写，联盟是在中关村管委会指导下，经北京市民政局许可成立的全国性社团组织；是由国内知名高校、科研机构、重点应用及投资企业联合成立的创新型产业联盟。中科院院士刘忠范教授担任联盟理事长和专家委员会主任委员。专家委员会由学术专家、企业、投融资专家以及知识产权和行业研究专家组成，负责把握联盟未来发展方向及对联盟规划进行指导。四个业务工作组分别为检测与标准工作组、合作交流工作组、专利建设工作组、产业推进工作组。

1章 石墨烯概述001
1.1 石墨烯简介003
1.1.1 石墨烯的定义与分类003
1.1.2 石墨烯的发现004
1.1.3 石墨烯的结构005
1.1.4 石墨烯的主要特性007
1.2 石墨烯的制备009
1.2.1 国内外石墨烯制备技术研发进程009
1.2.2 石墨烯制备方法分类010
1.2.3 石墨烯的主要制备方法011
1.3 石墨烯的应用领域014
1.3.1 在纳米电子器件方面015
1.3.2 在复合材料方面016
1.3.3 在催化剂方面016
1.3.4 在生物传感器方面016
1.3.5 在其他方面017
第2章 我国石墨烯产业发展概况019
2.1 我国石墨烯产业发展简史021
2.2 我国石墨烯产业发展特点021
2.2.1 政府关注,政策倾斜021
2.2.2 资本市场关注,上市公司布局,产业基金发力022
2.2.3 地方政府积极组建产业园023
2.2.4 多方参与构建产业平台,组建产业联盟024
2.2.5 资源整合,地方积极组建产业创新中心026
2.2.6 组建石墨烯质监中心,完善配套产业027
2.2.7 初级产业链形成,相关产品相继面市027
第3章 我国石墨烯产业政策现状及其对产业发展的影响分析029
3.1 石墨烯行业产业促进政策031
3.1.1 石墨烯行业发展进程中政府发布的引导性政策概览031
3.1.2 重点省市石墨烯产业政策033
3.2 石墨烯行业发展进程中政府发布的引导性政策分析040
3.2.1 国家政策以引导为主041
3.2.2 地方政策更加具体,产业规划明确041
第4章 我国石墨烯产业区域发展态势分析045
4.1 华东地区———我国石墨烯产业高度集聚区047
4.1.1 江苏省———石墨烯产业活跃地区047
4.1.2 山东省———已形成较完整的产业链雏形049
4.1.3 浙江省———凸显石墨烯新能源领域优势050
4.1.4 上海市———科研实力强劲与苏浙形成优势互补协同发展050
4.1.5 福建省———“两核三区”协同发展,涌现出一批代表性企业051
4.2 华北地区———依托北京雄厚科研实力,带动周边协同发展052
4.2.1 北京市———打造京津冀协同发展新高地052
4.2.2 内蒙古———处于产业发展前期,以初创企业为主053
4.3 华南地区———产业发展迅速,下游应用企业集中054
4.3.1 广东省———创新基础良好,产业链配套完善054
4.3.2 广西———打造石墨烯粉体材料制备基地055
4.4 西南地区———石墨烯产业发展多元化055
4.4.1 四川省———产业起步较早,石墨烯产业发展多元化055
4.4.2 重庆市———石墨烯在电子信息领域应用走在前列056
4.5 其他地区057
第5章 我国石墨烯产业相关专利、标准和检测发展态势分析059
5.1 石墨烯产业相关专利发展态势分析061
5.1.1 中国专利总体态势分析061
5.1.2 中国专利申请人和发明人分析063
5.1.3 各省、自治区、直辖市专利申请比较066
5.1.4 中国石墨烯专利技术分类情况069
5.1.5 中国石墨烯专利技术运营情况071
5.1.6 中国石墨烯专利申请代理情况074
5.1.7 石墨烯技术核心专利情况075
5.2 石墨烯产业相关标准发展态势分析095
5.2.1 石墨烯产业相关标准进展现状095
5.2.2 石墨烯产业标准体系存在的主要问题099
5.2.3 产业标准化对策及建议100
第6章 我国重点石墨烯产业园分析103
6.1 北京石墨烯产业集聚区105
6.1.1 北京石墨烯产业集聚区概况105
6.1.2 北京石墨烯产业集聚区特点106
6.2 常州石墨烯科技产业园109
6.2.1 常州石墨烯科技产业园概况109
6.2.2 常州石墨烯产业园特点110
6.3 青岛石墨烯产业园112
6.3.1 青岛石墨烯产业创新示范基地概况112
6.3.2 青岛石墨烯产业园特点113
6.4 重庆石墨烯产业园116
6.4.1 重庆石墨烯产业园概况116
6.4.2 重庆石墨烯产业园特点116
6.5 无锡石墨烯产业发展示范区118
6.5.1 无锡石墨烯科技产业园概况118
6.5.2 无锡石墨烯产业园特点119
6.6 福建省石墨烯产业园121
6.6.1 福建省石墨烯科技产业园概况121
6.6.2 福建省相关石墨烯产业园特点121
6.7 其他产业园概况123
6.7.1 江西共青城市石墨烯产业园123
6.7.2 大同石墨烯科研产业园123
6.7.3 长沙石墨烯产业集群基地124
6.7.4 攀枝花石墨烯产业园124
6.7.5 宝鸡石墨烯产业基地125
6.7.6 南京石墨烯创新中心暨产业园125
6.7.7 哈尔滨石墨烯产业基地126
6.8 石墨烯产业园存在的问题126
6.9 石墨烯产业园建设发展政策建言127
第7章 我国石墨烯上市企业动态分析129
7.1 石墨烯成为投资热点131
7.2 涉及石墨烯相关业务上市企业的概况131
7.2.1 深市板块重点石墨烯企业概况132
7.2.2 沪市板块重点石墨烯企业概况133
7.2.3 中小板块重点石墨烯企业概况136
7.2.4 创业板块重点石墨烯企业概况138
7.2.5 新三板重点石墨烯企业概况141
7.3 重点石墨烯上市企业概况和动态分析142
7.3.1 东旭光电科技股份有限公司142
7.3.2 宝泰隆新材料股份有限公司144
7.3.3 德尔未来科技控股集团股份有限公司147
7.3.4 华丽家族股份有限公司149
7.3.5 常州第六元素材料科技股份有限公司152
7.3.6 常州二维碳素科技股份有限公司156
7.3.7 厦门凯纳石墨烯技术股份有限公司158
7.3.8 青岛华高墨烯科技股份有限公司160
7.3.9 北京创新爱尚家科技股份有限公司162
第8章 我国重点石墨烯研究院与实验室动态165
8.1 石墨烯专题研究院介绍和科研进展167
8.1.1 北京石墨烯研究院168
8.1.2 江南石墨烯研究院171
8.1.3 深圳市先进石墨烯应用技术研究院171
8.1.4 广西石墨烯研究院172
8.1.5 内蒙古石墨烯材料研究院172
8.2 中国科学院部分石墨烯相关科研机构概况和科研进展173
8.2.1 中国科学院金属研究所173
8.2.2 中国科学院重庆绿色智能技术研究院173
8.2.3 中国科学院化学研究所176
8.2.4 中国科学院物理研究所176
8.2.5 中国科学院宁波材料技术与工程研究所177
8.2.6 中国科学院上海微系统与信息技术研究所178
8.2.7 中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室179
8.2.8 国家纳米科学中心180
8.2.9 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所181
8.2.10 中国科学院半导体研究所182
8.2.11 中国科学院过程工程研究所182
8.2.12 中国科学院福建物质结构研究所183
8.3 我国部分高校石墨烯相关科研团队概况和科研进展183
8.3.1 清华大学183
8.3.2 北京大学184
8.3.3 浙江大学185
8.3.4 北京化工大学185
8.3.5 其他高校186
8.4 部分获得国家科学技术奖的石墨烯项目189
8.4.1 化学修饰石墨烯可控组装与复合的基础研究189
8.4.2 高性能锂离子电池用石墨和石墨烯材料190
8.4.3 高质量石墨烯材料的制备与应用基础研究190
8.4.4 低维碳材料的拉曼光谱学研究190
8.4.5 面向能源转化与存储的有机和碳纳米材料研究191
8.4.6 石墨烯微结构调控及其表界面效应研究191
第9章 石墨烯材料的应用193
9.1 石墨烯及其在储能领域中的应用195
9.1.1 石墨烯储能应用的发展概况195
9.1.2 石墨烯在二次电池中的应用195
9.1.3 石墨烯在电容器中的应用206
9.1.4 石墨烯在储能领域的应用企业211
9.1.5 石墨烯及其在储能领域的前景分析213
9.2 石墨烯在复合材料领域中的应用215
9.2.1 石墨烯基无机纳米复合材料216
9.2.2 石墨烯聚合物复合材料217
9.2.3 石墨烯复合无机非金属材料218
9.2.4 石墨烯金属基复合材料218
9.2.5 石墨烯在其他复合材料中的应用219
9.2.6 石墨烯复合材料领域前景分析219
9.3 石墨烯在环保领域的应用220
9.3.1 石墨烯在水处理中的应用220
9.3.2 石墨烯在气敏传感器领域的应用222
9.3.3 石墨烯在土壤治理领域的应用223
9.3.4 石墨烯在环保领域的前景分析223
9.4 石墨烯在生物医药领域中的应用224
9.4.1 石墨烯在生物传感领域的应用225
9.4.2 石墨烯在药物载体方面的应用226
9.4.3 石墨烯在生物医药领域的前景分析227
9.5 石墨烯在民生领域的应用228
9.5.1 将石墨烯应用在智能取暖领域的企业及相关产品228
9.5.2 将石墨烯应用在纺织领域的企业及相关产品229
9.5.3 将石墨烯应用在电子产品领域的企业及相关产品230
9.5.4 将石墨烯应用在汽车领域的企业及相关产品230
第十章 我国石墨烯产业存在的问题和政策建议231
10.1 石墨烯产业存在的问题233
10.1.1 政府层面233
10.1.2 研究机构层面233
10.1.3 企业层面233
10.1.4 资本层面234
10.2 石墨烯产业建言235
附录　2013—2019 年石墨烯产业大事记237
参考文献247
索引254
1章 石墨烯概述001
1.1 石墨烯简介003
1.1.1 石墨烯的定义与分类003
1.1.2 石墨烯的发现004
1.1.3 石墨烯的结构005
1.1.4 石墨烯的主要特性007
1.2 石墨烯的制备009
1.2.1 国内外石墨烯制备技术研发进程009
1.2.2 石墨烯制备方法分类010
1.2.3 石墨烯的主要制备方法011
1.3 石墨烯的应用领域014
1.3.1 在纳米电子器件方面015
1.3.2 在复合材料方面016
1.3.3 在催化剂方面016
1.3.4 在生物传感器方面016
1.3.5 在其他方面017
第2章 我国石墨烯产业发展概况019
2.1 我国石墨烯产业发展简史021
2.2 我国石墨烯产业发展特点021
2.2.1 政府关注,政策倾斜021
2.2.2 资本市场关注,上市公司布局,产业基金发力022
2.2.3 地方政府积极组建产业园023
2.2.4 多方参与构建产业平台,组建产业联盟024
2.2.5 资源整合,地方积极组建产业创新中心026
2.2.6 组建石墨烯质监中心,完善配套产业027
2.2.7 初级产业链形成,相关产品相继面市027
第3章 我国石墨烯产业政策现状及其对产业发展的影响分析029
3.1 石墨烯行业产业促进政策031
3.1.1 石墨烯行业发展进程中政府发布的引导性政策概览031
3.1.2 重点省市石墨烯产业政策033
3.2 石墨烯行业发展进程中政府发布的引导性政策分析040
3.2.1 国家政策以引导为主041
3.2.2 地方政策更加具体,产业规划明确041
第4章 我国石墨烯产业区域发展态势分析045
4.1 华东地区———我国石墨烯产业高度集聚区047
4.1.1 江苏省———石墨烯产业活跃地区047
4.1.2 山东省———已形成较完整的产业链雏形049
4.1.3 浙江省———凸显石墨烯新能源领域优势050
4.1.4 上海市———科研实力强劲与苏浙形成优势互补协同发展050
4.1.5 福建省———“两核三区”协同发展,涌现出一批代表性企业051
4.2 华北地区———依托北京雄厚科研实力,带动周边协同发展052
4.2.1 北京市———打造京津冀协同发展新高地052
4.2.2 内蒙古———处于产业发展前期,以初创企业为主053
4.3 华南地区———产业发展迅速,下游应用企业集中054
4.3.1 广东省———创新基础良好,产业链配套完善054
4.3.2 广西———打造石墨烯粉体材料制备基地055
4.4 西南地区———石墨烯产业发展多元化055
4.4.1 四川省———产业起步较早,石墨烯产业发展多元化055
4.4.2 重庆市———石墨烯在电子信息领域应用走在前列056
4.5 其他地区057
第5章 我国石墨烯产业相关专利、标准和检测发展态势分析059
5.1 石墨烯产业相关专利发展态势分析061
5.1.1 中国专利总体态势分析061
5.1.2 中国专利申请人和发明人分析063
5.1.3 各省、自治区、直辖市专利申请比较066
5.1.4 中国石墨烯专利技术分类情况069
5.1.5 中国石墨烯专利技术运营情况071
5.1.6 中国石墨烯专利申请代理情况074
5.1.7 石墨烯技术核心专利情况075
5.2 石墨烯产业相关标准发展态势分析095
5.2.1 石墨烯产业相关标准进展现状095
5.2.2 石墨烯产业标准体系存在的主要问题099
5.2.3 产业标准化对策及建议100
第6章 我国重点石墨烯产业园分析103
6.1 北京石墨烯产业集聚区105
6.1.1 北京石墨烯产业集聚区概况105
6.1.2 北京石墨烯产业集聚区特点106
6.2 常州石墨烯科技产业园109
6.2.1 常州石墨烯科技产业园概况109
6.2.2 常州石墨烯产业园特点110
6.3 青岛石墨烯产业园112
6.3.1 青岛石墨烯产业创新示范基地概况112
6.3.2 青岛石墨烯产业园特点113
6.4 重庆石墨烯产业园116
6.4.1 重庆石墨烯产业园概况116
6.4.2 重庆石墨烯产业园特点116
6.5 无锡石墨烯产业发展示范区118
6.5.1 无锡石墨烯科技产业园概况118
6.5.2 无锡石墨烯产业园特点119
6.6 福建省石墨烯产业园121
6.6.1 福建省石墨烯科技产业园概况121
6.6.2 福建省相关石墨烯产业园特点121
6.7 其他产业园概况123
6.7.1 江西共青城市石墨烯产业园123
6.7.2 大同石墨烯科研产业园123
6.7.3 长沙石墨烯产业集群基地124
6.7.4 攀枝花石墨烯产业园124
6.7.5 宝鸡石墨烯产业基地125
6.7.6 南京石墨烯创新中心暨产业园125
6.7.7 哈尔滨石墨烯产业基地126
6.8 石墨烯产业园存在的问题126
6.9 石墨烯产业园建设发展政策建言127
第7章 我国石墨烯上市企业动态分析129
7.1 石墨烯成为投资热点131
7.2 涉及石墨烯相关业务上市企业的概况131
7.2.1 深市板块重点石墨烯企业概况132
7.2.2 沪市板块重点石墨烯企业概况133
7.2.3 中小板块重点石墨烯企业概况136
7.2.4 创业板块重点石墨烯企业概况138
7.2.5 新三板重点石墨烯企业概况141
7.3 重点石墨烯上市企业概况和动态分析142
7.3.1 东旭光电科技股份有限公司142
7.3.2 宝泰隆新材料股份有限公司144
7.3.3 德尔未来科技控股集团股份有限公司147
7.3.4 华丽家族股份有限公司149
7.3.5 常州第六元素材料科技股份有限公司152
7.3.6 常州二维碳素科技股份有限公司156
7.3.7 厦门凯纳石墨烯技术股份有限公司158
7.3.8 青岛华高墨烯科技股份有限公司160
7.3.9 北京创新爱尚家科技股份有限公司162
第8章 我国重点石墨烯研究院与实验室动态165
8.1 石墨烯专题研究院介绍和科研进展167
8.1.1 北京石墨烯研究院168
8.1.2 江南石墨烯研究院171
8.1.3 深圳市先进石墨烯应用技术研究院171
8.1.4 广西石墨烯研究院172
8.1.5 内蒙古石墨烯材料研究院172
8.2 中国科学院部分石墨烯相关科研机构概况和科研进展173
8.2.1 中国科学院金属研究所1