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2019石墨烯行业技术研发现状和发展趋势分析

2019-03-04

目前,中国在石墨烯相关技术的研发方面处于世界前列,远远领先于美国、日本、韩国等发达国家。在石墨烯技术的应用中,化工、储能和电子器件是主要的应用领域。石墨烯在锂离子电池中的应用前景备受关注。


石墨烯研发持续增长,中国居世界第一

石墨烯在电子信息、储能、节能、环保、航天等领域有着巨大的潜力,其在电、力学、导热散热、光学、高比表面积等方面具有优异的性能。它已成为近年来研究和发展的热点之一。同时,在新一轮的竞争中,各国政府抢占了石墨烯发展的制高点,给予了石墨烯领域很大的自主权,推动了石墨烯领域的工业化进程。


根据2018年石墨烯技术专利分析报告,截至2018年8月29日,全球石墨烯相关专利51056项。从专利申请的年度趋势来看,石墨烯相关专利最早出现在上世纪末,但后来战争变得更为缓慢。从2010年开始,石墨烯作为世界上最薄、最坚固、导热性和导电性最强的材料,在世界范围内掀起了研发热潮,研发热一直居高不下。2017年,全球石墨烯专利申请量为13 371件,是2010年的近28倍。

此外,通过最早的专利优先国家,我们可以知道专利技术的起源。通过对石墨烯技术专利文献最早优先国家的统计分析,我们发现,在所有原始技术国家中,中国占全球市场份额的66.57%,明显领先于其他国家或地区;韩国、美国和日本也是石墨烯的主要来源国。亨利科技。来自中国的专利数量与原产国相差甚远。事实上,美国和日本是最先进入技术领域的国家。其他国家在2006年前后开始进行相关研究。中国对石墨烯专利的接受主要集中在2014年以后,增长迅速,远远超过美国、日本和韩国。

化学工业、储能和电子器件是石墨烯的三大应用领域,石墨烯锂电池具有良好的应用前景

从石墨烯应用专利技术和石墨烯终端产品两个方面,以我国石墨烯发明专利为例,近年来,我国石墨烯应用技术的研究持续增长,主要集中在储能(锂离子电池、超级电容器、太阳能、柔性能)方面。电子设备(显示屏、显示面板、传感器、集成电路、LED)。OLED、水处理(催化降解、吸附过滤、海水淡化等)、气体处理(空气净化、气体分离等)、化工(橡胶塑料、纤维、涂料油墨、金属合金、无机材料等)、医疗(药物载体、DNA基因检测、荧光标记等)、DET在化工、储能、电子器件等领域,石墨烯相关专利申请量居前三位,总比例接近90%。也就是说,化学工业、储能和电子器件是石墨烯应用的主要领域。


更具体地说,在著名的储能领域,石墨烯专利主要集中在锂离子电池领域,涉及锂离子电池的专利有3077项,占市场份额的40%以上;其次,涉及超级电容器的专利有1331项,占17.5%;此外,还有还涉及燃料电池、太阳能、硫基电池等领域的一些专利。石墨烯具有良好的导电性,可以减缓电极材料的体积膨胀,从而大大提高动力电池的性能,是锂离子电池领域进一步研究和发展的原因。因此,石墨烯广泛应用于锂离子电池的正、负、集电极、分离器、导电添加剂等方面,其市场前景尤其广阔。

此外,在电子器件领域,石墨烯专利主要集中在传感器、显示屏和面板、集成电路、LED和OLED、电缆等领域。其中,传感器石墨烯的相关研究最多,发明专利2096项,占36.1%,主要涉及生化传感器、物理传感器、光电探测器等,在显示和面板领域,石墨烯主要用于制备透明薄膜、电极、引线等,同时石墨烯还具有大量应用于灵活的显示。

以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国石墨烯行业战略规划和企业战略咨询报告》。

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