中國石墨烯產業研究報告（簡體書）

石墨烯是碳的同素異形體大家族的又一個傳奇，也是當今橫跨學術界和產業界的超級明星，幾乎到了家喻戶曉、婦孺皆知的程度。當然，石墨烯是當之無愧的。作為由單層碳原子構成的蜂窩狀二維原子晶體材料，石墨烯擁有無與倫比的特性。理論上講，它是導電性和導熱性較好的材料，也是理想的輕質高強材料。正因如此，一經問世便吸引了全球範圍的關注。石墨烯有可能創造一個全新的產業，石墨烯產業將成為未來全球高科技產業競爭的高地，這一點已經成為國內外學術界和產業界的共識。
從2004年至今，已經有了近十六年的歷史沉澱。無論是石墨烯的基礎研究，還是石墨烯材料的產業化實踐，人們都有了更多的一手材料，更有可能對石墨烯材料有一個全方位套叢書出的、科學的、理性的認識。總結歷史，是為了更好地走向未來。對於新興的石墨烯產業來說，戰略前沿新材料——石墨烯出版工程的出版意義也是不言而喻的。事實上，國內外已經出版了數十部石墨烯相關書籍，其中不乏經典性著作。本叢書的定位有所不同，希望能夠全面總結石墨烯相關的知識積累，反映石墨烯領域的國內外前沿研究進展，展示石墨烯新材料的產業化現狀與發展前景，尤其希望能夠充分體現國人對石墨烯領域的貢獻。
本叢書共包括22分冊，執筆作者20余位，都是石墨烯領域的重量級學者、專家，因此可以從源頭上保障叢書的專業性和科學性。叢書分五大部分，囊括了從石墨烯的基本性質和表征技術，到石墨烯材料的制備方法及其在不同領域的應用，以及石墨烯產品的計量檢測標準等全方位的知識總結。同時，兩份產業研究報告詳細闡述了世界各國的石墨烯產業發展現狀和未來發展趨勢。除此之外，叢書還為廣大石墨烯迷們提供了一份科普讀物《有問必答：石墨烯的魅力》，針對廣泛征集到的石墨烯相關問題答疑解惑，去偽求真。
本叢書的內容涵蓋石墨烯新材料的方方面面，每個分冊也相對獨立，具有很強的系統性、知識性、專業性和實時性，凝聚著各位作者的研究心得、智能和心血，供不同需求的廣大讀者參考使用。希望叢書的出版對中國的石墨烯研究和中國石墨烯產業的健康發展有所助益。

1. “戰略前沿新材料——石墨烯出版工程” “十三五”國家重點出版物出版規劃項目/國家出版基金叢書由石墨烯的基本性質與表征技術、石墨烯的制備技術和計量標準、石墨烯的分類應用、石墨烯的發展現狀報告、石墨烯科普知識等五大部分共22分冊構成，本書為第21分冊。
2. 叢書由我國石墨烯研究領域的主要開拓者及我國石墨烯發展的重要推動者、北京大學教授、北京石墨烯研究院創院院長劉忠範院士親自策劃並擔任總主編。本書從石墨烯的發展史出發，深入淺出地介紹了石墨烯的結構、特性、制備方法、化學修飾與功能化、微結構調控、組裝技術以及組裝體在能量轉換和儲存等方面的應用。
3.全書採用80克雅質紙，彩色印刷，清晰直觀地展現了石墨烯的結構、模擬及表征結果。

戰略前沿新材料——石墨烯出版工程書目：
01-石墨烯的結構與基本性質
02-石墨烯的結構與物性表征
03-石墨烯基材料的拉曼光譜研究
04-石墨烯制備技術
05-石墨烯的化學氣相沉積生長方法
06-粉體石墨烯材料的制備方法
07-石墨烯材料質量技術基礎：計量
08-石墨烯電化學儲能技術
09-石墨烯超級電容器
10-石墨烯微電子與光電子器件
11-石墨烯透明導電薄膜與柔性光電器件
12-石墨烯膜材料與環保應用
13-石墨烯基傳感器件
14-石墨烯宏觀材料及應用
15-石墨烯復合材料
16-石墨烯生物技術
17-石墨烯化學與組裝技術
18-功能化石墨烯材料及應用
19-石墨烯粉體材料：從基礎研究到工業應用
20-全球石墨烯產業研究報告
21-中國石墨烯產業研究報告
22-有問必答：石墨烯的魅力

石墨烯是由單層碳原子構成的蜂窩狀二維晶體材料。獨特的結構賦予了石墨烯良好的電學、熱學、力學、光學特性,這些優異的特性使得石墨烯在電子信息、儲能、熱管理、生物醫學、節能環保、航空航天等領域具有廣闊的應用前景。2004年英國曼徹斯特大學安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫從石墨中剝離出石墨烯,並因此獲得2010年諾貝爾物理學獎,繼而引發了全球範圍的“石墨烯熱”。
石墨烯被認為是引領新一輪全球高科技競爭和產業變革的前沿新材料。作為繼碳纖維之後的新一代碳材料,不但有望替代碳纖維的角色,在重要領域發揮關鍵作用,更有望對傳統產業轉型升級和新興產業培育形成重大的創新推動,進而衍生出萬億規模的石墨烯產業。歐盟、美國、日本、韓國等國家和地區均對石墨烯予以高度重視。
與其他國家相比,中國已成為全球石墨烯研究和應用開發較為活躍的國家之一,我國石墨烯的論文發表量和專利申請量均居世界前列,截至2019年年底,中國的石墨烯論文總數超過10萬篇,位居全球前列;2019年,全球石墨烯專利申請總量已高達9萬余件,中國石墨烯專利申請總量已占據全球申請總量的70%。除科研外,中國石墨烯產業化同樣飛速發展,目前,各省、自治區、直轄市已成立石墨烯產業園、石墨烯產業創新中心和石墨烯研究院40多家,實際開展石墨烯業務的企業有3100多家,其中從事研發、銷售和應用的單位數量在石墨烯產業鏈中占七成。中國石墨烯產業初步呈現出集群化的分布特徵,初步形成了以長三角、珠三角和京津冀魯為聚合區,多地分布式發展的空間格局。石墨烯已經逐步走出實驗室,石墨烯鋰離子電池導電劑、石墨烯改性重防腐塗料、石墨烯超級電容器等應用產品不斷涌現。中國石墨烯行業市場規模(按產值統計)由2015年的5.8億元快速增長至2019年的160.2億元,石墨烯作為新材料產業的先導,在帶動傳統製造業轉型升級,培育新興產業增長點,推動大眾創新、萬眾創業中的作用越來越顯著。
當前,我國石墨烯產業也面臨諸多困難和問題,一是關鍵技術仍有待突破,如高質量石墨烯材料低成本、綠色制備和提純技術尚不成熟;二是缺乏龍頭企業帶動,國內從事石墨烯生產和應用研發的多為小微企業,缺乏大型企業;三是同質化競爭嚴重,國內多地都在大力發展石墨烯產業,但特色不夠鮮明,有重復建設問題存在;四是產業生態體系尚不成熟、標準和產業配套不完善。為了準確把脈我國的石墨烯研發和產業化現狀,協助國家做出相關戰略決策,推動我國石墨烯新興產業發展,中關村石墨烯產業聯盟聯合北京石墨烯研究院、北京科學技術情報研究所、北京國知專利預警咨詢有限公司等單位對石墨烯的性質、應用領域、專利情況及國內石墨烯產業發展情況進行了系統的分析和梳理。
本書共分為10章，1章由劉宇、童偉和毋偉撰寫,概述了石墨烯的基本性質及其制備工藝等;第2章由周靜撰寫,總結了我國石墨烯產業整體發展情況;第3章由陸文杰和王敏撰寫,對我國石墨烯產業政策進行了詳細梳理和分析;第4章由趙秀婷撰寫,對我國石墨烯產業區域發展態勢進行了分析;第5章由楊坤、姚希、於立彪和李哲撰寫,對我國石墨烯產業相關專利、標準和檢測發展態勢進行了詳細的分析;第6章由趙秀婷撰寫,對我國重點石墨烯產業園區發展現狀進行了分析;第7章由班建偉撰寫,對我國主要石墨烯上市企業動態進行了分析;第8章由周靜、彭海琳和孟艷芳撰寫,跟蹤總結了我國重點石墨烯研究院與實驗室發展動態;第9章由宋懷河和趙秀婷撰寫,對當前石墨烯主要應用領域的研究進展進行了歸納總結;第十章由班建偉和崔銀芳撰寫,對我國石墨烯產業當前存在的問題進行了深入分析和探討,提出了意見和建議,以期為國家和地方石墨烯產業的發展與宏觀決策提供參考依據。
《中國石墨烯產業研究報告》由中關村石墨烯產業聯盟組織專業人員編撰,力求素材新穎翔實、內容創新精煉、更具科學性、指導性和實踐性,在本書編撰過程中,得到了30多位石墨烯行業專家教授、企業家的大力支持和幫助,在此表示衷心的感謝! 我國石墨烯產業發展十分迅速,書中難免有疏漏之處,懇請專家和讀者批評指正!

1章 石墨烯概述001
1.1 石墨烯簡介003
1.1.1 石墨烯的定義與分類003
1.1.2 石墨烯的發現004
1.1.3 石墨烯的結構005
1.1.4 石墨烯的主要特性007
1.2 石墨烯的制備009
1.2.1 國內外石墨烯制備技術研發進程009
1.2.2 石墨烯制備方法分類010
1.2.3 石墨烯的主要制備方法011
1.3 石墨烯的應用領域014
1.3.1 在納米電子器件方面015
1.3.2 在復合材料方面016
1.3.3 在催化劑方面016
1.3.4 在生物傳感器方面016
1.3.5 在其他方面017
第2章 我國石墨烯產業發展概況019
2.1 我國石墨烯產業發展簡史021
2.2 我國石墨烯產業發展特點021
2.2.1 政府關注,政策傾斜021
2.2.2 資本市場關注,上市公司布局,產業基金發力022
2.2.3 地方政府積極組建產業園023
2.2.4 多方參與構建產業平臺,組建產業聯盟024
2.2.5 資源整合,地方積極組建產業創新中心026
2.2.6 組建石墨烯質監中心,完善配套產業027
2.2.7 初級產業鏈形成,相關產品相繼面市027
第3章 我國石墨烯產業政策現狀及其對產業發展的影響分析029
3.1 石墨烯行業產業促進政策031
3.1.1 石墨烯行業發展進程中政府發布的引導性政策概覽031
3.1.2 重點省市石墨烯產業政策033
3.2 石墨烯行業發展進程中政府發布的引導性政策分析040
3.2.1 國家政策以引導為主041
3.2.2 地方政策更加具體,產業規劃明確041
第4章 我國石墨烯產業區域發展態勢分析045
4.1 華東地區———我國石墨烯產業高度集聚區047
4.1.1 江蘇省———石墨烯產業活躍地區047
4.1.2 山東省———已形成較完整的產業鏈雛形049
4.1.3 浙江省———凸顯石墨烯新能源領域優勢050
4.1.4 上海市———科研實力強勁與蘇浙形成優勢互補協同發展050
4.1.5 福建省———“兩核三區”協同發展,涌現出一批代表性企業051
4.2 華北地區———依托北京雄厚科研實力,帶動周邊協同發展052
4.2.1 北京市———打造京津冀協同發展新高地052
4.2.2 內蒙古———處於產業發展前期,以初創企業為主053
4.3 華南地區———產業發展迅速,下遊應用企業集中054
4.3.1 廣東省———創新基礎良好,產業鏈配套完善054
4.3.2 廣西———打造石墨烯粉體材料制備基地055
4.4 西南地區———石墨烯產業發展多元化055
4.4.1 四川省———產業起步較早,石墨烯產業發展多元化055
4.4.2 重慶市———石墨烯在電子信息領域應用走在前列056
4.5 其他地區057
第5章 我國石墨烯產業相關專利、標準和檢測發展態勢分析059
5.1 石墨烯產業相關專利發展態勢分析061
5.1.1 中國專利總體態勢分析061
5.1.2 中國專利申請人和發明人分析063
5.1.3 各省、自治區、直轄市專利申請比較066
5.1.4 中國石墨烯專利技術分類情況069
5.1.5 中國石墨烯專利技術運營情況071
5.1.6 中國石墨烯專利申請代理情況074
5.1.7 石墨烯技術核心專利情況075
5.2 石墨烯產業相關標準發展態勢分析095
5.2.1 石墨烯產業相關標準進展現狀095
5.2.2 石墨烯產業標準體系存在的主要問題099
5.2.3 產業標準化對策及建議100
第6章 我國重點石墨烯產業園分析103
6.1 北京石墨烯產業集聚區105
6.1.1 北京石墨烯產業集聚區概況105
6.1.2 北京石墨烯產業集聚區特點106
6.2 常州石墨烯科技產業園109
6.2.1 常州石墨烯科技產業園概況109
6.2.2 常州石墨烯產業園特點110
6.3 青島石墨烯產業園112
6.3.1 青島石墨烯產業創新示範基地概況112
6.3.2 青島石墨烯產業園特點113
6.4 重慶石墨烯產業園116
6.4.1 重慶石墨烯產業園概況116
6.4.2 重慶石墨烯產業園特點116
6.5 無錫石墨烯產業發展示範區118
6.5.1 無錫石墨烯科技產業園概況118
6.5.2 無錫石墨烯產業園特點119
6.6 福建省石墨烯產業園121
6.6.1 福建省石墨烯科技產業園概況121
6.6.2 福建省相關石墨烯產業園特點121
6.7 其他產業園概況123
6.7.1 江西共青城市石墨烯產業園123
6.7.2 大同石墨烯科研產業園123
6.7.3 長沙石墨烯產業集群基地124
6.7.4 攀枝花石墨烯產業園124
6.7.5 寶雞石墨烯產業基地125
6.7.6 南京石墨烯創新中心暨產業園125
6.7.7 哈爾濱石墨烯產業基地126
6.8 石墨烯產業園存在的問題126
6.9 石墨烯產業園建設發展政策建言127
第7章 我國石墨烯上市企業動態分析129
7.1 石墨烯成為投資熱點131
7.2 涉及石墨烯相關業務上市企業的概況131
7.2.1 深市板塊重點石墨烯企業概況132
7.2.2 滬市板塊重點石墨烯企業概況133
7.2.3 中小板塊重點石墨烯企業概況136
7.2.4 創業板塊重點石墨烯企業概況138
7.2.5 新三板重點石墨烯企業概況141
7.3 重點石墨烯上市企業概況和動態分析142
7.3.1 東旭光電科技股份有限公司142
7.3.2 寶泰隆新材料股份有限公司144
7.3.3 德爾未來科技控股集團股份有限公司147
7.3.4 華麗家族股份有限公司149
7.3.5 常州第六元素材料科技股份有限公司152
7.3.6 常州二維碳素科技股份有限公司156
7.3.7 廈門凱納石墨烯技術股份有限公司158
7.3.8 青島華高墨烯科技股份有限公司160
7.3.9 北京創新愛尚家科技股份有限公司162
第8章 我國重點石墨烯研究院與實驗室動態165
8.1 石墨烯專題研究院介紹和科研進展167
8.1.1 北京石墨烯研究院168
8.1.2 江南石墨烯研究院171
8.1.3 深圳市先進石墨烯應用技術研究院171
8.1.4 廣西石墨烯研究院172
8.1.5 內蒙古石墨烯材料研究院172
8.2 中國科學院部分石墨烯相關科研機構概況和科研進展173
8.2.1 中國科學院金屬研究所173
8.2.2 中國科學院重慶綠色智能技術研究院173
8.2.3 中國科學院化學研究所176
8.2.4 中國科學院物理研究所176
8.2.5 中國科學院寧波材料技術與工程研究所177
8.2.6 中國科學院上海微系統與信息技術研究所178
8.2.7 中國科學院山西煤炭化學研究所炭材料重點實驗室179
8.2.8 國家納米科學中心180
8.2.9 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所181
8.2.10 中國科學院半導體研究所182
8.2.11 中國科學院過程工程研究所182
8.2.12 中國科學院福建物質結構研究所183
8.3 我國部分高校石墨烯相關科研團隊概況和科研進展183
8.3.1 清華大學183
8.3.2 北京大學184
8.3.3 浙江大學185
8.3.4 北京化工大學185
8.3.5 其他高校186
8.4 部分獲得國家科學技術獎的石墨烯項目189
8.4.1 化學修飾石墨烯可控組裝與復合的基礎研究189
8.4.2 高性能鋰離子電池用石墨和石墨烯材料190
8.4.3 高質量石墨烯材料的制備與應用基礎研究190
8.4.4 低維碳材料的拉曼光譜學研究190
8.4.5 面向能源轉化與存儲的有機和碳納米材料研究191
8.4.6 石墨烯微結構調控及其表界面效應研究191
第9章 石墨烯材料的應用193
9.1 石墨烯及其在儲能領域中的應用195
9.1.1 石墨烯儲能應用的發展概況195
9.1.2 石墨烯在二次電池中的應用195
9.1.3 石墨烯在電容器中的應用206
9.1.4 石墨烯在儲能領域的應用企業211
9.1.5 石墨烯及其在儲能領域的前景分析213
9.2 石墨烯在復合材料領域中的應用215
9.2.1 石墨烯基無機納米復合材料216
9.2.2 石墨烯聚合物復合材料217
9.2.3 石墨烯復合無機非金屬材料218
9.2.4 石墨烯金屬基復合材料218
9.2.5 石墨烯在其他復合材料中的應用219
9.2.6 石墨烯復合材料領域前景分析219
9.3 石墨烯在環保領域的應用220
9.3.1 石墨烯在水處理中的應用220
9.3.2 石墨烯在氣敏傳感器領域的應用222
9.3.3 石墨烯在土壤治理領域的應用223
9.3.4 石墨烯在環保領域的前景分析223
9.4 石墨烯在生物醫藥領域中的應用224
9.4.1 石墨烯在生物傳感領域的應用225
9.4.2 石墨烯在藥物載體方面的應用226
9.4.3 石墨烯在生物醫藥領域的前景分析227
9.5 石墨烯在民生領域的應用228
9.5.1 將石墨烯應用在智能取暖領域的企業及相關產品228
9.5.2 將石墨烯應用在紡織領域的企業及相關產品229
9.5.3 將石墨烯應用在電子產品領域的企業及相關產品230
9.5.4 將石墨烯應用在汽車領域的企業及相關產品230
第十章 我國石墨烯產業存在的問題和政策建議231
10.1 石墨烯產業存在的問題233
10.1.1 政府層面233
10.1.2 研究機構層面233
10.1.3 企業層面233
10.1.4 資本層面234
10.2 石墨烯產業建言235
附錄　2013—2019 年石墨烯產業大事記237
參考文獻247
索引254