石墨烯专题报告:聚光灯下的产业化之路

石墨烯优异的性能使其在众多领域具有应用价值,是未来最具潜力的先进材料之一。石墨烯材料具有硬度高、透光性好、导热系数高、电子迁移率高、比表面积大(2630m2/g)、机械强度高等性能,在各个领域都具有较大应用潜力,是未来最具应用前景的先进材料之一,市场前景广阔,有望催生千亿市场。

石墨烯风靡全球,中国政府也推出大量政策扶持产业发展,石墨烯有望成为“十三五”新材料规划的重点,但石墨烯行业整体上还处在产业化突破的前期,大部分产品或者市场还不成熟,所以石墨烯的相关投资还需谨慎,我们将从生产制备技术和下游应用两个角度去挖掘石墨烯行业最具投资价值的领域。

大规模产业化是石墨烯制备技术突破的关键,重点关注CVD法和氧化还原法的推广潜力。

目前,石墨烯主要的制备方法有:剥离法、氧化还原法、化学气相沉积(CVD)法、外延生长法等,综合考量几种工艺的技术进展及产业化前景,我们认为CVD法和氧化还原法的突破潜力更值得关注。

机械剥离法的工艺简单、制作成本低,是最经济的方式;但可控性较差、效率低,制得的石墨烯尺寸较小且存在很大的不确定性,不适合大规模生产;

氧化还原法的操作简单、制备成本低,可以大规模制备出石墨烯,同时可以生产出具有广泛应用前景的氧化石墨烯,被认为是目前制备粉体石墨烯的最佳方法之一;

外延法可以得到单层或少数层较为理想的石墨烯,是最有可能实现C基集成电路的有效途径之一。

但很难得到大面积、厚度均匀的石墨烯,且能耗高,产业化还需要更多的技术进步;

CVD法是最有希望制备出高质量、大面积石墨烯薄膜的工艺,产业化前景最乐观。该方法被广泛用于制备石墨烯晶体管和透明导电薄膜等,但目前将石墨烯从Cu基底转移到别的衬底时,杂质和缺陷的引入还无法避免,但随着工艺的逐步完善,其产业化之路逐渐明朗。

石墨烯应用广泛,聚焦最先产业化的领域。

尽管石墨烯还处于产业发展的初期,大部分产品离市场成熟还需要至少5~10年,但随着石墨烯制备、生产技术的日趋成熟,其需求市场还是会渐次打开。我们综合考量石墨烯在各个下游领域的技术研究进展、政策引导方向以及下游市场的接受度认为,石墨烯产业爆发点已初步形成,未来将逐步在各个细分领域分阶段释放。我们按照各个领域产业化的大概时间分为三个阶段,其中近期(1~3年)有望实现产业化的领域是复合材料(功能涂料、塑料、橡胶等领域的添加剂改性)、锂电池导电添加剂、智能内暖服饰,中期(3~5年)重点关注柔性显示、传感器、超级电容器、散热材料等领域,远期(5年以上)关注的领域是半导体器件及生物医药领域等。

石墨烯相关企业

石墨烯产业如火如荼的发展趋势吸引了大量企业参与到其产业化的浪潮中。目前,绝大多数A股上市公司通过并购或参股的形式进入石墨烯产业链。而新三板开放的市场也孕育了众多质地纯正的石墨烯企业,且部分在行业内具有很高的影响力,如第六元素、二维碳素、凯纳股份、华高墨烯等。

第六元素(831190.OC):石墨烯行业领军者。公司主要从事石墨烯粉体及其他新型碳材料的研究、开发、生产和销售,是国内唯一一家同时拥有氧化还原法和CVD法制备石墨烯产品的企业。目前公司拥有100吨/年的石墨烯粉体产能和8万平方米/年的石墨烯薄膜产能。公司已成功研发并试生产了6大系列石墨烯粉体产品,包括氧化石墨烯、储能型石墨烯、防腐型石墨烯、导电型石墨烯、导热型石墨烯和增强型石墨烯。公司现不断开拓下游应用客户,目前已经参股6家下游子公司,涉及涂料、橡胶、电缆等领域,从而为公司石墨烯产品的市场推广奠定基础。

二维碳素(833608.OC):石墨烯薄膜及触控领域的佼佼者。公司是一家专业从事大面积石墨烯薄膜及石墨烯触控模组的研发、生产和销售的企业,已成功将石墨烯薄膜应用于触摸屏领域并实现批量生产和销售。公司率先采用CVD法生长出世界上第一张大尺寸的高质量石墨烯薄膜,2015年公司的石墨烯薄膜生产能力达到20万平米/年;2015年11月公司发布世界首款石墨烯压力触控传感器,并在智能穿戴、车载触控等领域实现规模销售;同时,公司开发了石墨烯发热产品,在发热坐垫、健康理疗等领域具有广泛的应用潜力。目前公司已经与维信诺、西蒙子等多家国内外知名厂商建立合作关系。

华高墨烯(835672.OC):掘金海洋和军工两大领域。公司的石墨烯产品主要面向“海洋”与“军工”两大领域。公司已自主研发出化学法单层石墨烯粉体、机械法石墨烯粉体、单层石墨烯分散液、氧化石墨烯分散液等系列产品;在下游应用领域,公司研发出石墨烯气凝胶、石墨烯导静电轮胎、石墨烯防弹材料、石墨烯防腐涂料、石墨烯高导电添加剂等应用产品。

凯纳股份(836410.OC):机械剥离法制备石墨烯的企业。公司采用机械剥离法制备石墨烯,主要用于涂料、塑料等复合材料领域,截止2016年半年报,中泰化学(002092)共持有公司的28%的股份,为公司的第一大股东。公司目前的中试生产线可以实现年产石墨烯粉体1吨、石墨烯微片粉体10吨、锂电池专用石墨烯浆料2吨、涂料专用石墨烯浆料2吨以及塑胶专用石墨烯微片粒料2吨,正在分期建设年产2200吨和21000吨的石墨烯产品建设项目。公司产品应用定位于涂料、塑料、橡胶等领域的复合,并采用“与客户合作应用开发”的销售模式,未来将市场空间将逐步打开。