北极星智能电网在线讯:被誉为“新材料之王”的石墨烯备受市场关注。
近日,工信部赛迪研究院原材料工业研究所所长肖劲松表示,建议“十三五”设立国家级石墨烯研发机构,建立若干国家级新材料创新中心,将石墨烯产业发展写入国家“十三五”规划;设立石墨烯发展专项计划和专项基金。
肖劲松介绍,石墨烯产业正处于概念导入期、产业化突破前期。整体上,还处在以研究为主的阶段,产品大都处在实验室阶段,产业化进程相对较慢。按照硅材料产业的成熟周期为20年来推断,石墨烯产业化成熟至少还需要5-10年。
中国非金属矿工业协会石墨专业委员会副秘书长、碳石墨全产业链电商平台“石墨邦”创始人刘荣华表示,石墨烯已进入了产业化的黎明。调研发现,部分石墨烯企业2015年已经突破了千万收入,今年有望突破亿元收入。
三大应用场景市场估值近300亿
刘荣华表示,在复合材料、锂离子电池正极材料以及电子触摸屏领域最有希望率先实现产业化。
根据刘荣华对国内的石墨烯企业进行的调研了解,目前石墨烯在复合材料中比较明确的应用包括树脂基复合材料、防腐涂料、汽车静电底漆、石墨烯增强尼龙6塑料以及石墨烯EPS等。
其中,在树脂基复合材料领域,根据市场预测,2015年国内树脂产量达530万吨。以千分之一的石墨烯添加量,100万/吨计算,则年潜在市场规模为53亿元。
在防腐涂料领域,据市场预计,2015年我国常规防腐涂料、重防腐涂料产量分别达到300万吨和150万吨左右,防腐涂料总产量达到450万吨左右;到2017年或可达600万吨。按千分之一的石墨烯用量,100万元/吨计算,到2017年潜在市场规模为60亿元。
在汽车静电底漆领域,2013年国内共需汽车涂料87万吨左右,汽车漆市场在300-500亿元。以百分之一的石墨烯用量,100万元/吨计算,年潜在市场规模为87亿元。
在增强尼龙6塑料领域,随着汽车工业对轻量化的需求越来越高,PA6工程塑料在汽车中的用量将会越来越多。2013年,全球PA6需求量约为460万吨,以千分之一石墨烯用量,100万元/吨计算,年潜在市场规模为46亿元。
其次,石墨烯在锂离子电池市场上的潜在容量十亿级别。石墨烯在锂离子电池中的应用比较多元化,目前已经实现商业化的是用在正极材料中作为导电剂,来改善电极材料的导电性能,提高倍率性和循环寿命。
刘荣华预计,随着新能源汽车产量的迅猛增长,市场对于导电添加剂的需求也将呈飞速提升态势。预计到2018年,石墨烯导电剂用量将达500吨,其在锂电池导电剂材料中占比也将逐步提高。以目前导电浆料中约5wt%含量的石墨烯来估算,2018年对应的石墨烯导电浆料需求量在10000吨以上。
“石墨烯也将成为理想的锂离子负极材料。”刘荣华分析,硅作为锂离子负极材料,其理论比容量高达4200mAh/g,但其在充放电过程中体积变化大,造成循环稳定性较差,而用石墨烯包覆硅材料(石墨烯改性硅基材料)能一定程度上缓冲它巨大的体积变化。
根据EvTank的统计,2015年全球正极材料供应22.3万吨,负极材料11.1万吨。合计约33.4万吨。按单位电池材料使用百分之一石墨烯(实际用量可能会更高),50万元/吨的价格计算,石墨烯在锂电池领域每年潜在市场规模为16亿。