一、石墨烯行业概述
通俗上讲，石墨烯是单原子层的石墨，以苯环结构（六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子构成的二维碳材料，结构非常稳定，是目前已知最薄的一种材料。2016年4月，国家质量监督检验检疫总局和国家标准化委员会发布首个石墨烯国家标准《石墨烯材料的术语、定义及代号》征求意见稿，对石墨烯定义如下：石墨烯是指由一个碳原子与周围三个近邻碳原子结合形成蜂窝状结构的碳原子单层；石墨烯材料则是由石墨烯作为结构单元堆垛而成的、层数少于10层，可独立存在或进一步组装而成的碳材料统称。
石墨烯因为其特殊的结构，具有很多突出的性能，如优异的电学性能、出色的机械性能、极高的导热性、超大比表面积、优异的阻隔性能等，使其在众多领域具有传统材料所无法企及的应用价值，因此被认为是本世纪发现的最具颠覆性的新材料，引起科学界巨大兴趣，成为材料科学研究热点。
石墨烯制备方法主要可以分为为“自上而下”和“自下而上”两类方法，其中“自上而下”法是以石墨为原料，通过剥离的方法来制备石墨烯层，如：机械剥离法，氧化还原法，液相剥离等；“自下而上”法是通过碳原子的重新排列来合成石墨烯，如：化学气相沉积法，外延生长法，有机合成法等。目前，比较主流的石墨烯制备方法有氧化还原法、化学气相沉积法、液相剥离法和外延生长法。其中氧化还原法是使石墨在溶液中受强氧化剂和强酸作用被氧化，从而得到氧化石墨，再通过超声等外力作用，较为容易地分离开氧化石墨烯，由于产量高，因此是目前使用最广泛、最有希望大规模工业化生产石墨烯的方法。
石墨烯制备方法对比
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二、全球石墨烯研究现状
石墨烯相关专利和知识产权的申请数量逐年递增，根据相关数据统计，石墨烯相关专利最早出现在1994年，2010年英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，并共同获得2010年诺贝尔物理学奖，此后，每年都有大量的新增的发明人进入相关研究，全球范围内掀起了石墨烯研究开发以及产业促进的热潮，石墨烯技术进入快速成长阶段。2010年之后全球石墨烯专利申请数量迎来了喷井式的爆发，2010年全球相关专利数量增长至480件，2017年已经达到了13371件，增长了20余倍，反映出石墨烯在近几年成为了研究的热点。
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相关报告：华经产业研究院发布的《2019-2025年中国石墨烯行业发展潜力分析及投资方向研究报告》
我国作为石墨烯专利技术的早优先权国，在所有技术原创国之中处于首位，并且大幅度领先于其他国家，占据了较高的份额，在所有技术原创国中，来源于中国的专利占比达到66.57%。而韩国，美国，日本作为其他主要技术的原创国家，紧随其后，但是从数量上看，依旧有明显的差距。
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从2012年的新材料产业“十二五”发展规划起，中国逐渐开始不断通过各种利好政策，推动石墨烯的产业化进程，而最近的新材料“十三五”规划也将石墨烯作为先导性产业。从近年来中国受理的石墨烯专利数量来看，与全球石墨烯专利申请趋势相一致，自2010年开始，我国石墨烯专利的申请呈现爆炸式增长，2017年中国受理的石墨烯专利数量达到13658件。截至2018年6月30日（基于公开/公告日），共检索到石墨烯专利46076件，其中发明专利40539件，实用新型专利5479件，外观专利58件，随着我国本土石墨烯技术的持续发展，我国本土石墨烯专利申请数量已处于绝对优势。
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三、中国石墨烯行业发展现状分析
目前，市场已经形成了石墨烯粉体和石墨烯薄膜两种较为成熟的制备体系，石墨烯材料的总体品质在不断上升，石墨烯材料已经从实验室研究迈向工业化发展，石墨烯产业呈现出良好的发展态势。根据相关数据显示，2015年我国石墨烯产业市场规模仅为6亿元，2017年已经增长至70亿元，年均复合增长率超过200%，其中石墨烯在新能源领域规模达到50亿元，石墨烯涂料规模达到8亿元，复合材料和大健康规模达到5亿元，节能环保和电子信息领域规模达到1亿元。随着石墨烯技术的不断创新和下游应用的不断成熟，石墨烯市场规模仍将呈现高速发展态势，预计到2020年，石墨烯产业化规模将取得突破，中国石墨烯材料市场将突破1000亿元。
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随着石墨烯产业的快速发展，2010-2017年，中国石墨烯企业每年新增数量急剧增加，从2010年的新增135家到2017年新增1093家，发展迅猛，截至2017年底，我国的石墨烯企业达到4871家。从石墨烯各产业链环节企业数量占比情况来看，其中石墨烯应用环节的企业数量最多，占比达39%，其次是石墨烯研发、技术服务、制备环节，企业数量分别为19%、14%、14%。
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四、我国石墨烯产业化面临的障碍
未来10年内，石墨烯主要作为改性材料来提高传统材料与功能器件的性能，主要应用领域包括动力电池/超级电容、防腐涂料、改性化纤、改性橡塑材料和导热散热材料等，其价值在于支撑传统产业升级换代。“十三五”期间，石墨烯产业将逐步形成电动汽车锂电池用石墨烯基电极材料、海洋工程用石墨烯基防腐涂料、柔性电子用石墨烯薄膜和光电领域用石墨烯基高性能热界面材料四大类产业，全行业产业规模有望突破千亿元。在国家政策的引导下、地方政府及企业的大力推动下，我国石墨烯产业发展迅猛，但整体仍处于概念导入期、产业化发展初期，大规模应用市场尚未打开、缺乏龙头企业带动、发展环境有待改善等问题仍然横亘在石墨烯产业化道路上。
1.大规模应用市场尚未打开
一种新材料从发现到实现大模应用一般需要数十年的时间，尤其关键核心技术的突破就需要几年甚至十几年的时间，而石墨烯从发现至今仅有十余年的时间，还是一种较为“年轻”的材料。从应用现状来看，虽然基本实现了初步应用，并在部分领域实现产业化，但大多数的产品仍然属于利用石墨烯与原有材料结合提升产品性能，技术门槛相对较低，且同质化现象严重，多数以样品和实验室产品为主，尚未真正形成商品。虽然我国已经具备了较高的石墨烯粉体及薄膜制备产能，但实际产量偏低，真正开展业务的企业数量也较少，且以石墨烯为主业的上市公司也都处于亏损状态，大规模的应用市场仍然尚未打开。
2、缺乏龙头企业带动
目前国内从事石墨烯生产的企业以中小型初创企业为主，虽然有部分大型民营企业、国企和央企开始关注石墨烯，但有实质性投入的企业仍较少。石墨烯作为一种技术含量高、前期投入大的产业，要想真正实现大规模产业化应用，需要长期持续的资金投入，而中小企业受制于资金、人才等因素限制，难以在石墨烯领域实现长期、持续性的投入，因此龙头企业的带头作用就显得极为重要。
3.产业发展环境有待改善
石墨烯作为前沿性、先导性产业，其培育与发展有自身的规律和特殊性，需要运用新的市场手段发展培育，尤其为产业发展提供良好的发展环境尤其重要。虽然目前国内石墨烯产业园、联盟等相继成立，但多数的服务能力有限，多以区域或重点企业为主，难以实现覆盖全行业，如目前虽然成立了石墨烯检测检验中心，但服务内容多以检测来物中是否含有石墨烯为主，至于含量多少、发挥作用如何等均难以实现，此外，石墨烯行业统计和运行监测也存在缺失，难以为政府政策制定和行业管理提供支撑。
