目前，新材料 “十三五”規(guī)劃編制已經(jīng)基本結(jié)束。公開信息顯示，其中前沿新材料領域，將重點發(fā) 展石墨烯、3D打印、超導、智能仿生等4大類14個分類材料，并形成一批潛在市場，規(guī)模在百億至千億級別的細分產(chǎn)業(yè)。新材料“十三五”規(guī)劃將催生萬億級別的大市場，石墨烯作為性能優(yōu)異的前沿材料，其產(chǎn)業(yè)化將迎來跨越式發(fā)展的歷史機遇。

全球石墨烯專利最為集中的前五個領域分別為鋰電子電池、生化傳感器、超級電容器、催化劑及導電復合材料。 在鋰電子電池應用方面的專利數(shù)最多，為646件，占所有領域?qū)＠麛?shù)的12.7%。可見石墨烯的應用研究在鋰電池領域最為成熟，在產(chǎn)業(yè)化推廣上的技術(shù)難度最低。

根據(jù)石墨烯在電子領域的下游需求情況、應用優(yōu)勢及產(chǎn)業(yè)主要障礙分析可得出石墨烯首先會在鋰電池電極添加劑領域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。由于石墨的鋰電池電極添加劑的研發(fā)技術(shù)較為成熟，且量產(chǎn)難度主要在于復合材料中石墨烯分布的均勻性，在合成控制及成本方面具有優(yōu)勢，因而相比其他電子領域，其產(chǎn)業(yè)化時間更早。其次為為導熱 膜及觸摸屏，由于研發(fā)技術(shù)較為成熟，產(chǎn)業(yè)化預期比柔性導電膜及超級電容提前1-2年。

從產(chǎn)業(yè)鏈上看，鱗片石墨礦經(jīng)過初加工及深加工后制成石墨烯制品。石墨烯在鋰電池中的添加形式主要有導電添加劑、電極復合材料及直接作為負極材料三種形式。添加石墨烯后的鋰電池則在主要運用與智能手機、筆記本電腦、移動電源及可穿戴設備、電動交通工具及工業(yè)儲能等下游領域。

全球動力鋰電池市場規(guī)模逐漸擴大，2012年動力鋰電池市場規(guī)模約為300億元，預計每年保持約30%的 平均增長率，至2020年全球動力鋰電池市場規(guī)模達到2100億元，為2012年的7倍。 與此同時，各國動力鋰電池廠家紛紛擴增產(chǎn)能，以中國為例，2017年國內(nèi)預計擴增 產(chǎn)能約為15.2Gwh，而15年國內(nèi)動力鋰電池總產(chǎn)能為18.97Gwh，產(chǎn)能擴張將近80%。

全球便攜式鋰電池市場規(guī)模自2012年以來逐 年增長，預計未來在2020年以前保持每年約10%的平均增長率。其中鋰電池在手機、 平板電腦及筆記本方面的需求量將保持8%的年平均增長率，預計2017年便攜式鋰電 池在手機、平板電腦及筆記本方面的需求量達到45，000MWh。

當前國內(nèi)石墨烯初具規(guī)模的廠家主要青島昊鑫、東莞鴻納新材料、北京墨烯、德陽烯碳、濟寧利特和第六元素，隨著國內(nèi)鋰電池下游產(chǎn)能的擴張，以及生產(chǎn)技術(shù)的進步，廠家的研發(fā)動力十足，發(fā)展前景可期。

石墨烯導電劑按照溶劑類型，可分為水漿料、NMP漿料、粉末類導電劑。在水 漿料和NMP漿料型導電劑中，石墨烯含量一般為5.0±0.1wt%，分散劑含量為0-0.5 wt%。粉末類石墨烯導電劑，需要添加水或NMP及分散劑，配制成水漿料及NMP漿，料型導電劑后才可添加于鋰電池正負電極中。

石墨烯相比傳統(tǒng)導電 劑，其接觸方式主要為“面對點”，由于其極薄的顆粒尺寸及晶相內(nèi)自由移動的電子 使得石墨烯的粉體導電率達到1000S/cm，為導電碳黑的100倍。在導電添加劑用量 為1-6wt%的范圍內(nèi)，石墨烯導電劑的電阻率均僅為同濃度的導電碳黑1/40-60，僅 為同濃度碳納米管1/10左右。關(guān)于放電性能上，在10C、電池容量為0-133mAhog-1時，石墨烯的放電電壓明顯高于導電碳黑，由此可知，石墨烯的電學性能遠優(yōu)于傳統(tǒng)導電劑。

當前制備石墨烯的方法主要有微機械玻璃法、氣相沉積法、外延生長法及氧化石墨還原法。決定量產(chǎn)的關(guān)鍵因素是產(chǎn)品的尺寸，其次是制造成本與產(chǎn)品質(zhì)量。氧化石墨還原法及氣相沉積法均可制得大尺寸的石墨烯，前者雖然易導致石墨烯分子結(jié)構(gòu)破壞但具有成本優(yōu)勢，后者盡管成本較高但具有質(zhì)量優(yōu)勢。石墨烯制備方法的成熟為產(chǎn)業(yè)化提供了前提條 件，我國政府也在《中國制造2025》中明確提出要在2020年實現(xiàn)石墨烯原材料規(guī)?；a(chǎn)。預計在政府的支持及生產(chǎn)技術(shù)的改進下，石墨烯原材料產(chǎn)業(yè)化進程將加速，而石墨烯導電劑在充足的石墨烯原材料供應的條件下，將會迅速在下游市場中得到大規(guī)模推廣。

根據(jù)Graphenea統(tǒng)計，當前CVD法，生產(chǎn)單層石墨烯的成本約為7歐元/平方厘米，未來幾年內(nèi)隨著石墨烯生產(chǎn)工藝的成熟，生產(chǎn)成本將進一步降低。預計2020年，CVD法生產(chǎn)單層石墨的成本將降至0.07 歐元/平方厘米。石墨烯生產(chǎn)價格的大幅降低，將使石墨烯導電劑突破成本瓶頸，從而以更加合理價格占領下游市場。

根據(jù)石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2015 年石墨烯導電劑的價格為 230 美元/千 克，與碳納米管導電劑價格大致相同。但是，石墨烯導電劑價格下降的幅度將遠超 于碳納米管導電劑價格的下降幅度，預計到2020年，石墨烯導電劑價格將降至113美元/千克，碳納米管價格依然維持在200美元/千克的水平，石墨烯導電劑的價格優(yōu)勢逐漸凸顯。

石墨烯復合電極材料主要可分為正極復合材料及負極復合材料，相比純電極材料，能夠大幅改善電極循環(huán)性能，減少傳荷電阻，使電極導電性明顯改善。

國內(nèi)當前石墨烯復合電極相關(guān)專利約有124項，其中2014年公開專利51項，專利數(shù)為歷年最多。其中涉及鋰電池的石墨烯電極復合材料約為14項，以負極運用為主。專利申請人中企業(yè)僅占35%，可見鋰電池石墨烯復合材料的研發(fā)主體依然為科研機構(gòu)，然而亦有多家企業(yè)投入研究。由于石墨烯在鋰電池復合電極材料中研發(fā)技術(shù)相對較成熟，考慮到合成工藝控制因素，預計產(chǎn)業(yè)化時間將比石墨烯導電劑晚1-2年。

綜合來看，石墨烯的市場前景還是比較廣闊，更重要的是技術(shù)專利科研方面的投入，以及國家政策與市場的結(jié)合。