石墨(Graphi吨e)的化学成分主要是单一的碳(C)元素(和金刚石的成分相同),是一种自然元素矿物。因为碳元素是非金属元素,所以说它非金属矿物;但是却有金属材料的导电,导热性能,还具有象有机塑料一样的可塑性,并且还有特殊的热性能,化学稳定性,润滑和能涂敷在固体表面的等等一些良好的工艺性能,因此,石墨在冶金,机械,电气,化工,纺织,轻工,建筑及国防等许多工业部门都得到了广泛的应用。
石墨制品的应用领域
1、冶金工业,主要用作耐火材料;
2、铸造业,用作铸模和防锈涂料;
3、电气工业,用于生产碳素电极,电极碳棒,电池,制成的石墨乳可用作电视机显像管涂料,制成的碳素制品可用于发电机,电动机,通讯器材等诸多方面
4、机械工业,用作飞机,轮船,火车等高速运转机械的润滑剂;
5、化学工业,用于制造各种抗腐蚀器皿和设备;
6、核工业,用作原子反应堆中的中子减速剂和防护材料等;
7、航天工业,可做火箭发动机尾喷管喉衬,火箭,导弹的隔热,耐热材料以及人造卫星上的无线电连接信号和导电结构材料。
8、轻工业中玻璃和造纸的磨光剂和防锈剂,制造铅笔,墨汁,黑漆,油墨和人造金刚石的原料。
三、石墨的资源分布
1、全球石墨资源分布
石墨资源在世界上的分布比较广泛,亚洲,欧洲,非洲,美洲,大洋洲都有石墨矿床的存在,但亚洲产出的石墨最多。除中国等少数国家有大型矿床外,一般多为中,小型矿床。世界石墨资源分布国:中国,墨西哥,韩国,原苏联,马达加斯加,巴西,加拿大,奥地利,挪威,德国,斯里兰卡,捷克,印度,肯尼亚,巴基斯坦,南非,南斯拉夫,罗马尼亚,瑞典,美国。石墨矿产相对集中分布于少数国家中。晶质石墨矿主要蕴藏在中国、乌克兰、斯里兰卡、马达加斯加、巴西等国,其中马达加斯加盛产大鳞片石墨,斯里兰卡盛产高品位的致密块状石墨;隐晶质石墨矿主要分布于印度、韩国、墨西哥和奥地利等国。多数国家只产一种石墨,矿床规模以中、小型居多,只有中国等四五个国家晶质和隐晶质石墨都有产出,大型矿床较多。
中国的石墨储量居世界第1位。截至1996年底止:全国累计探明B+C+D级晶质石墨矿物储量17701万吨和隐晶质石墨矿石储量4853万吨,共计22554万吨;
2、我国石墨资源状况我国石墨矿山资源丰富。石墨成形地质条件好,分布广泛、储量大、质量好,是我国有优势的矿产之一。
截至1996年底止,中国已发现石墨矿产地200多处,其中已探明储量的矿产地有106处,保有储量的石墨矿产地分布于22个省、直辖市、自治区中,中国石墨矿产这种分布既广泛而又相对集中的特点,既便于各地兴办中、小型石墨企业,也为集中建设大规模石墨生产基地创造了条件。
四、石墨上市公司
1、方大炭素(600516):
公司是目前国内能够生产Φ500mm以上超高功率石墨电极的仅有的几家企业之一,也是国内唯一掌握成熟的℡☎联系:孔炭砖和半石墨质炭砖的生产技术并拥有相应的装备条件,具有一定的配套批量生产能力的企业。
公司主营炭素制品和铁矿石,其中炭素制品包括石墨电极、炭砖、等静压石墨,公司是国内最大的石墨电极生产企业,产能近20万吨,居亚洲第一,世界第三,石墨电极是最大的收入来源。公司的炭新材料品种齐全,盈利能力强,广泛应用于冶金、军工、航空、核电等领域,其中公司在炭砖已有多项专利,具有很强的竞争优势。
2、中钢吉炭(000928):
公司是全国最大的综合性炭素制品生产企业、国际炭素四强企业,具有15万吨以上的炭素制品生产能力,产品销往国内300多家企业,还远销欧美、东南亚等40个国家和地区。公司已成为国内最大的石墨制品生产企业,研制成功的700mm大型超高功率石墨电极,打破了国外对大规格超高功率市场的垄断地位。目前我国军用碳纤维唯一定点生产企业是中钢吉炭全资子公司吉林神舟碳纤维公司,是目前国内最大的炭纤维科研和生产基地,拥有雄厚的科技力量和较高的科研水平。
一、前言
早两年随着供给侧改革,方大炭素股价的犀利走势让众人兴奋。,石墨烯概念股非常之火,而在各行各业,石墨烯概念炒作也是不绝于耳。
2019年,在工信部公布的《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》中,高效能石墨烯散热复合膜、石墨烯改性防腐涂料、石墨烯改性润滑材料、石墨烯散热材料、石墨烯发热膜、石墨烯导热复合材料、石墨烯改性无纺布、石墨烯改性电池、石墨烯改性发泡材料等9种石墨烯材料入选。
另外近几年受 5G应用带来的新材料开发需求增加 和 “进口替代”需求增加 影响,石墨烯产业正迎来难得的发展机遇。
石墨烯是目前世界上已知最薄、最坚硬、导电性和导热性最好的材料, 可以运用在计算机芯片上,大幅度提高计算速度。用石墨烯作为导电添加剂,可以显著提高锂电池的充电速度和综合性能。所以人们称它为材料之王。
二、国内市场产业规模
国内石墨烯的行业集中度较低,仍处于完全竞争的阶段,尚不及预期。截止至2017年,中国石墨烯产业规模达到70亿元,较2015年增长了10倍还多,2018年中国石墨烯市场规模有望达到280亿元,因为起步晚,所以未来空间很大。未来五年年均复合增长率约为70.48%,发展势头十分迅猛。
我国石墨资源丰富,其基础储量占世界总储量的24%左右。我国石墨烯企业分布态势已经形成为 以“长三角”为聚集区,其他多地碎片化发展的产业格局。其中,无锡、常州、德阳、重庆、上海等地已形成初具规模的石墨烯产业集群。
从事石墨烯产业化方向的代表公司有辉锐 科技 、常州二维碳素、无锡格菲电子等,而 石墨烯粉体由于下游应用较为广泛分散,多数公司从自己主业出发,研究石墨烯粉体,用作主业产品的添加剂和助剂。多家上市公司有涉及。
虽然发展很快,受益于5G的推进和国产替代双重利好的加持。但整个产业尚存在基础性、关键性技术待突破,石墨烯产业化应用停留在初级阶段等难题,后期如果能在产业链上下游之间,不同区域之间企业强化分工合作,共同推进诸如降低原材料成本,提升原材料品质等共性关键技术的研发,则会带动产业链取得更大突破。
三、石墨烯未来可能出现的使命
一路回顾芯片的发展史,从开始的锗金属,到现在的硅材料。锗一度是主流芯片材料,但鉴于其地壳含量小,成本高,性能不太稳定,被后来的硅材料替代。而目前硅芯片达到7nm,市场普遍认为,3nm是硅芯片工艺的物理极限,就目前看,漏电和散热不佳已经是出现的问题。那么将来谁来替代硅材料。包括石墨烯、磷烯、硼烯等有希望成为主流材料。
石墨烯是最突出被看好的一个,其本身不光是二维超导材料,还是碳纳米材料,早在2012年,IEEE(电气和电子工程师协会)就在《超越摩尔》中写道,未来半导体工业可能从“硅时代”进入“碳时代”。碳纳米材料石墨烯可能在未来代替原来的硅基材料。
新材料(石墨烯)、基因工程、核聚变、人工智能、量子技术被称为可能点燃第四次革命的五大领域。美国特斯拉实验室有一款石墨烯电池,充电十分钟,可以跑一千公里,只是价格太贵,如果石墨烯整体技术成本降下来了,则完全可以替代硅材料,进入一个新的 科技 时代。
四、石墨烯相关概念股部分如下:
1、东旭光电(000413) :2015年3月,公司与北京理工大学签署了《石墨烯新材料产学研合作及投资协议》,合作开展石墨烯新材料研发、产业化、市场经营、项目投资。双方将合资设立子公司作为石墨烯新材料的技术孵化与产业运营平台。
2、宝泰隆(601011) :2015年5月份,公司拟通过技术引进在七台河建设100吨/年石墨烯工业化生产项目。该项目预计总投资18000万元,预计年利润总额25361万元。技术转让费用1500万元。公司拟通过该项目的建设实现产业转型升级,改善公司经营业绩,该项目符合公司发展需要和公司的战略规划,有利于公司的长远发展及保持公司业绩的持续和平稳。
3、碳元 科技 (603133):公司自设立以来始终专注于高导热石墨散热材料开发、制造与销售,是国内开发、制造与销售高导热石墨散热材料的领先企业。公司自主研发、生产高导热石墨膜,产品可应用于智能手机、平板电脑、液晶电视、LED 灯等电子产品的散热。目前,公司产品主要应用于三星、华为、VIVO、OPPO 等品牌智能终端。
4、方大炭素600516,公司是世界前列的优质炭素制品生产供应基地,涉核炭材料科研生产基地;主导产品覆盖各功率石墨电极、℡☎联系:孔炭砖、半石墨质炭砖等,涵盖4大系列,38个品种,126种规格上游领域拥有高品位石墨矿,18年产出石墨碳素制品18万吨;18年末参股立四川铭源石墨烯 科技 有限公司,通过从事新材料开发机技术孵化拓展生产力
5、华丽家族(600503) :2015年9月份,重庆墨希 科技 与华森心公司签订《石墨烯商务安全手机采购协议》。华森心公司向重庆墨希 科技 公司定制以石墨烯触控屏,石墨烯电池和石墨烯导热膜为核心组件的,符合国家保密局等保四级标准的国密算法硬件加密石墨烯安全手机,该手机主要面向金融业,政府部门和商务高端人士。
6、德尔未来(002631):2015年4月,股东大会同意公司以5亿元设立全资子公司苏州德尔石墨烯产业投资基金管理有限公司作为公司石墨烯新材料新能源对外战略投资平台。苏州德尔投资方向为:与科研院所开展产学研合作,为石墨烯全产业链发展提供技术保障;锂离子负极材料、超级电容器及其他新能源储能产业;未来将石墨烯复合材料应用于家居产品,并进一步通过产业投资基金利用石墨烯新材料在空气净化材料、污水处理等领域投资。
7、珈伟股份(300317) :2014年9月份,公司与清华大学签署石墨烯-硅薄膜太阳电池技术研发合同,在清华大学已有纳米碳-晶体硅太阳电池技术的基础上,就“石墨烯-硅薄膜太阳电池的研究”进行开发。合作期限3年,总价款300万元。内容涉及研发硅薄膜和石墨烯薄膜的制取工艺、设计和优化石墨烯-硅薄膜太阳电池结构、石墨烯-硅薄膜太阳电池的制作工艺和性能影响因素和石墨烯-硅薄膜太阳电池的相关科学问题等。合作的成果和知识产权双方共同享有。
8、大富 科技 300134,属于全产业链,上游石墨矿方面,拥有20余平方公里极易开采的露天石墨矿,已探明总储量4700万吨;中游制备方面,公司年产30吨薄层石墨烯量产线正式投产,并实现了划时代的1元/克以内的低成本高品质石墨烯产业化制造;下游应用方面,公司与内蒙古瑞盛新能源有限公司共同出资组建合资公司,共同开展石墨烯等石墨应用产品的生产、研发及销售的项目合作
9、欣旺达300207,属于产业链下游,下游应用方面,2016年4月,公司与南开大学签署了《技术开发合作合同》,双方就“石墨烯等新型电化学储能器件材料及其关键技术”项目事宜进行全方位合作,协议内容包括双方共建“石墨烯新能源材料联合研发中心”等.
10、东方材料603110,控股子公司新东方油墨与多凌 科技 战略合作,新东方油墨通过现有的成熟的油墨树脂研发生产技术为基础,开发适用于石墨烯应用的电子油墨的连接料树脂,借助多凌 科技 现有的石墨烯生产及应用技术,进一步合作开发适用于导电、导热应用的电子油墨产品和其他石墨烯产品.
11、伟星新材002372,公司石墨烯/水性聚氨酯纳米复合材料的制备方法目前已获得国家知识产权局授权.
12、华金资本000532,属于产业链下游,下游应用方面,间接参股(1.679%)的常州二维碳素主要从事石墨烯透明导电薄膜材料的研发与生产.
13、道氏技术300409,子公司昊鑫新能源的主要产品为针对动力锂离子电池用的石墨烯导电剂、碳纳米管导电剂和石墨负极产品。
14、杉杉股份600884,属于产业链下游,下游应用方面,石墨烯导电浆料目前已建成一条年产约400吨的生产线目前处于试生产阶段;与中科院宁波材料所合作开发的石墨烯导热垫目前处于产品工艺验证试验的中试阶段,距实现量产供货尚存不确定性
15、天奈 科技 688116,公司碳纳米管导电浆料按主要原料分类,可以分为纯碳纳米管导电浆料和石墨烯复合导电浆料。石墨烯复合导电浆料按配比7:3添加碳纳米管粉体、石墨烯与分散溶剂等其他原材料混合搅拌、研磨而制成,其主要应用于磷酸铁锂锂电池领域。公司石墨烯产品主要配合碳纳米管产品使用。公司不单独生产石墨烯粉体产品,而是在生产石墨烯复合浆料的过程中,先采购膨胀石墨,经过物理剥离、分散后在溶剂中制备出石墨烯,再加入碳纳米管粉体直接制备成石墨烯复合导电浆料。报告期内公司生产石墨烯均为了制备石墨烯复合导电浆料。
16、正泰电器601877,属于产业链下游,下游应用方面,2016年12月8日晚间公告,公司控股子公司正泰西班牙收购西班牙GRABAT公司合计25%的股权,GRABAT公司正大力开展石墨烯电池的产业化推广;16年5月公司子公司与中国船舶重工集团动力股份有限公司签订了战略协议,研发高性能石墨烯铅酸蓄电池;正泰电器是正泰集团从事石墨烯电池产业的唯一运作平台。
17、沃特股份002886,公司与清华-伯克利深圳学院开展技术交流,以期共同探讨并开展石墨烯在高分子材料领域的应用研究。另外,公司目前拥有一项直接石墨烯复合材料相关授权发明专利。
18、中国动力600482,属于产业链下游,下游应用方面,与上海新池新能源合作研发高性能石墨烯铅酸蓄电池、锂电池。
19、金城医药300233,属于产业链下游,下属山东金城石墨烯 科技 有限公司参与研究开发石墨烯产业化制备技术及石墨烯有机纳米过滤膜技术研发项目,拥有氨基化石墨烯及属锰氧化物石墨烯复合材料的制备方法专利
20、 中天 科技 600522,属于产业链中游和下游,中游制备方面,2017年1月5日晚公告,全资子公司上海中天铝线在石墨烯制备方面取得重要突破;下游应用方面,全资子公司上海中天铝线在应用于新型金属基石墨烯复合材料方面取得重要突破。
21、彤程新材603650,公司持有北京石墨烯研究院有限公司16%的股权,该公司主营石墨烯技术的基础研究和产业化应用。
22、南都电源300068,属于产业链下游,下游应用方面,拥有领先的铅炭电池专利技术,可实现铅粉与石墨烯碳材料的均匀混合。
23、莱宝高科002106,2014年9月16日,公司在互动平台表示,公司与中科院重庆分院关于石墨烯的合作尚未进入实质合作阶段。公司同时透露,由于石墨烯材料尚未成熟,且存在一定的应用缺陷,公司与行业相关企业合作开展应用于触摸屏的研究尚未开发出样品。
24、乐通股份002319,属于产业链下游,下游应用方面,2013年1月,公司与宁波墨西 科技 有限公司签署《石墨烯油墨项目合作协议》,双方商定组建合资公司从事石墨烯油墨的研发和生产,计划总投资1亿元人民币。
25、长信 科技 300088,属于产业链下游,下游应用方面,公司与上海师范大学联合成立石墨烯实验室,主要是研发电池材料和电子油墨两个方面。
26.安利股份300218,公司正在研发的项目有铜石墨烯电接触复合材料及其一体化焊接工艺的研究。
有方大碳素、力合股份、中国宝安、金路集团、烯碳新材、华丽家族、中泰化学、乐通股份、康得新、东旭光电等。
一、方大碳素:亚洲最大的炭素制品生产供应基地
公司炭素制品综合生产能力达到23万吨,其中石墨电极和炭素新材料20万吨,炭砖3万吨。方大炭素按照各子公司设备和技术水平,优势互补,规范生产,分工协作,可生产国内外客户所需的各品种、规格的石墨电极和炭素制品。
二、力合股份:间接参股二维碳素
力合股份通过参股力合高科等间接参股常州二维碳素科技有限公司。二维碳素坐落于常州市武进经济开发区,是一家专业从事大面积石墨烯透明导电薄膜及石墨烯电容式触控模组的研发、制造企业。
三、中国宝安(行情,问诊):控股子公司贝特瑞是全球最大的锂离子电池负极材料供应商
深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司是由中国宝安集团控股的一家致力于锂离子二次电池用正、负极材料及纳米应用的专业化生产制造商。公司集基础研究、产品开发、生产、销售与提供解决方案于一体。在鸡西、天津、山西、惠州等设立了贝特瑞分公司。
四、金路集团(行情,问诊):与中科院金属所合作研发石墨烯
公司与中科院金属所前期(2011年6月至2013年12月31日)研发合作包括石墨烯基透明导电薄膜。
六、华丽家族:控股股东南江集团投资石墨烯项目
公司是上海著名房地产开发集团之一,公司以地产开发为核心业务,同时涉足建筑装饰、绿化环保等相关产业,并正在拓展商业地产、旅游地产、城市基础设施建设等业务。七、中泰化学:参股厦门凯纳
厦门凯纳石墨烯技术有限公司是国内首家从事石墨烯、石墨烯℡☎联系:片生产研发的新兴专业化高科技企业。至2014年凯纳共申请了近20项石墨烯发明专利,已经获得了石墨烯相关的4项国家发明专利授权和1项实用新型专利授权。
八、乐通股份(行情,问诊):出资开发石墨烯油墨产品
出资2400万(占80%股份)与宁波墨西科技签订合作协议,设立合资公司共同开发石墨烯功能化油墨产品,可用于打印可折叠设备的高导电柔性电极。
九、康得新(行情,问诊):拟设立石墨烯应用子公司
公司业务为高分子复合膜材料的研发、生产和销售,拥有预涂膜、光学膜两大产业群。在北京、张家港、泗水、杭州、南通五地建立了生产基地。公司拥有10条预涂膜现代化生产线,年产能4.4万吨,可生产BOPP、PET、Nylon、特种膜4大系列66种预涂膜产品。
十、东旭光电(行情,问诊):与北理工签署石墨烯产学研合作协议
公司的主营业务为电真空玻璃器件及其配套电子元器件的生产与销售和平板显示玻璃基板及其装备的研发、生产与销售等,主要产品为TFT-LCD玻璃基板、玻璃基板成套装备、A型架、溢流砖、玻管等。
人造石墨龙头上市公司:
1、翔丰华:从近三年净利润复合增长来看,近三年净利润复合增长为-14.07%,最高为2019年的6169万元。
2、公司主要产品分为天然石墨和人造石墨两大类,产品应用于动力(电动交通工具,如新能源汽车、电动自行车等)、3C消费电子、工业储能等锂离子电池领域。
3、中科电气:从近三年净利润复合增长来看,近三年净利润复合增长为12.08%,最高为2020年的1.638亿元。
4、中国宝安:从近三年净利润复合增长来看,近三年净利润复合增长为75.94%,最高为2020年的6.618亿元。
拓展资料:
一、人造石墨
广义上,一切通过有机炭化再经过石墨化高温处理得到的石墨材料均可称为人造石墨,如炭纤维、热解炭、泡沫石墨等。而狭义上的人造石墨通常指以杂质含量较低的炭质原料为骨料、煤沥青等为粘结剂,经过配料、混捏、成型、炭化和石墨化等工序制得的块状固体材料,如石墨电极、等静压石墨等。
二、人造石墨主要特点
1、晶体结构
天然石墨:晶体发育较为完善,鳞片石墨的石墨化程度更在98%以上,而天然℡☎联系:晶石墨的石墨化程度通常在93%以下。
人造石墨:晶体发育程度取决于原材料及热处理温度。一般来说,热处理温度越高,其石墨化程度也就越高。工业生产的人造石墨,其石墨化程度通常低于90%。
2、组织结构
天然鳞片石墨:是一种单晶,组织结构较简单,仅存在结晶学上的缺陷(如点缺陷、位错、层错等),宏观上表现出各向异性的特征。天然℡☎联系:晶石墨的晶粒较小,晶粒之间杂乱排列且存在杂质脱除后的孔洞,宏观上表现出各向同性。
人造石墨:可看作是一种多相材料,包括石油焦或沥青焦等炭质颗粒转化的石墨相、包覆在颗粒周围的煤沥青粘结剂转化的石墨相、颗粒堆积或煤沥青粘结剂经热处理后形成的气孔等。
3、物理形态
天然石墨:通常以粉体形态存在,可单独使用,但通常与其它材料复合后使用。
人造石墨:形态较多,既有粉状,也有纤维状和块状,而狭义的人造石墨通常为块状,使用时需要加工成一定形状。
4、理化性质
在理化性质方面,天然石墨与人造石墨既有共性,也存在性能上的差异。如天然石墨与人造石墨都是热和电的良导体,但对于相同纯度和粒度的石墨粉体来说,天然鳞片石墨的传热性能和导电性能最好、天然℡☎联系:晶石墨次之,人造石墨最低。石墨具有的较好的润滑性和一定的可塑性,天然鳞片石墨的晶体发育较完善,摩擦系数较小,润滑性最好,可塑性最高,而致密结晶状石墨和隐晶质石墨次之,人造石墨较差。
我国生产石墨烯主要上市公司有德尔未来、碳元科技、宝泰隆、华丽家族、东旭光电。
1、碳元科技
公司自设立以来始终专注于高导热石墨散热材料开发、制造与销售,是国内开发、制造与销售高导热石墨散热材料的领先企业。公司自主研发、生产高导热石墨膜,产品可应用于智能手机、平板电脑、液晶电视、LED 灯等电子产品的散热。
2、宝泰隆
2015年5月份,公司拟通过技术引进在七台河建设100吨/年石墨烯工业化生产项目。该项目预计总投资18000万元,预计年利润总额25361万元。技术转让费用1500万元。公司拟通过该项目的建设实现产业转型升级,改善公司经营业绩。
3、华丽家族
2015年9月份,重庆墨希科技与华森心公司签订《石墨烯商务安全手机采购协议》。华森心公司向重庆墨希科技公司定制以石墨烯触控屏,石墨烯电池和石墨烯导热膜为核心组件的,符合国家保密局等保四级标准的国密算法硬件加密石墨烯安全手机。
4、东旭光电
2015年3月,公司与北京理工大学签署了《石墨烯新材料产学研合作及投资协议》,合作开展石墨烯新材料研发、产业化、市场经营、项目投资。双方将合资设立子公司作为石墨烯新材料的技术孵化与产业运营平台。
5、德尔未来
苏州德尔投资方向为:与科研院所开展产学研合作,为石墨烯全产业链发展提供技术保障;锂离子负极材料、超级电容器及其他新能源储能产业;未来将石墨烯复合材料应用于家居产品,并进一步通过产业投资基金利用石墨烯新材料在空气净化材料、污水处理等领域投资。
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