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2004年石墨烯首次被发现，到今天也就13个年头，跟其他传统碳材料相比，它可能还是个儿童，但是它从一出生就被寄以厚望，2010年诺奖后，更是呈众星捧月之态，被各路科学家拿去做实验。
石墨烯可以用在哪里？不同的材料人有不同的说法，涂料、油墨、橡胶、电池、电容器、催化剂、柔性显示、散热膜、传感器等等等等。其实概括起来就三个领域：复合材料、电子信息和储能。因为电子信息和储能相对来说比较高端（可能泡沫也更大），今天小编就科普下这两个领域的应用前景（文末有评论，欢迎抛砖引玉）。
电子信息领域
石墨烯在电子信息主要应用于柔性显示、传感器、芯片和散热材料等。
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应用于柔性显示
石墨烯几乎完全透明，导电性能卓越，而且碳原子的连接十分柔韧，可以用于制作透明导电膜、柔性材料，应用于柔性电容触摸屏、OLED面板、柔性LCD面板等。
石墨烯有望替代ITO。目前通用的触控屏使用氧化铟锡(ITO)为原料，在目前使用的触摸屏中，ITO占据了40%左右的成本。在产品性能上，石墨烯具有ITO所不具备的强韧性（可弯曲，拉伸20%仍不断裂）。在原料获取方面，稀有金属的铟作为ITO导电膜的原料，存在供需紧张的风险。随着石墨烯成本降低、柔性技术的逐步推广，或将逐步取代ITO。
已有多家企业实现技术突破。以石墨稀材料技术制作的柔性触摸屏可让不规则或弧形的移动设备实现先进的多点触控功能，国外如韩国三星和BLUESTONE均宣布制成了石墨烯可折叠显示器，国内常州二维碳素实现了大规模石墨烯透明导电薄膜生产线的投产。
三星和BLUESTONE的柔性显示技术
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应用于传感器
制作高灵敏度应力传感器。石墨烯不但具有纳米尺寸，而且还具备准连续特点，这种准连续的纳米石墨烯薄膜可转移到柔性衬底上，制作柔性、透明的高灵敏度应力传感器，进而应用于人造电子皮肤等领域。并且由于石墨烯传感器稳定性强、体积小，制成的石墨烯电子皮肤厚度小，可被黏在手指上检测关节活动；诺基亚和中科院物理所等均已宣布在石墨烯电子皮肤中取得进展；应力测量范围超过30%，灵敏因子提高到500 以上。
可穿戴设备市场具巨大市场潜力。可穿戴设备对屏幕柔性要求较高，需要灵敏的传感器配件。根据NPD DisplaySearch 可穿戴式设备市场及预测报告显示，可穿戴式设备市场如移动追踪器、通知装置、智能手表及头戴式显示器等，预计到2019 年全球市场将达1.5 亿台。
全球可穿戴设备出货量预测
欧洲石墨烯旗舰计划石墨烯技术路线
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应用于芯片材料
石墨烯做的晶体管具有更高的效率，更快的运行速度并且能耗更低：效率高稳定性好。目前，仅顶级的科技公司拥有这种技术，三星和IBM技术最为领先。主要优势有二：
1） 石墨烯高度稳定，即使切割成1 纳米宽的元件仍能够保持性能。目前，集成电路晶体管普遍采用硅材料制造；但当硅材料尺寸小于10纳米时，硅晶体管的稳定性将没有保障。
2） 电子迁移速度极快。石墨烯的运行速度可达太赫兹，可以运行在比硅电路高得多的频率上，如100GHz 甚至1THz。而在现有材料和技术条件下，产生4GHz 以上的频率难度都相当高。
IBM公司石墨烯晶体管及其微观结构
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应用于散热材料
石墨烯是已知的导热系数最高的物质。石墨烯理论导热率到5300W/m·K，并且远高于石墨，可用于智能手机、平板电脑、大功率节能LED 照明、超薄LCD 电视等散热。
石墨烯有望替代传统石墨散热膜。随着市场对芯片处理速度要求越来越高，大频率芯片及大功率电池成为了智能手机和平板电脑的必然选择，石墨烯更好的导热性能和柔性特种，将成为传统石墨散热膜的替代材料。
手机用石墨散热膜
石墨烯散热薄膜
在储能领域
石墨烯在储能领域应用主要是用于超级电容器和锂电池。
超级电容器：石墨烯超级电容器是一种特殊的电容器，拥有异常高的导电性和大表面积，在能量储存和释放的过程中比同类产品有较高的优越性。
锂电池：利用石墨烯的力学性能制作柔性基体使得锂电池具备弯折、拉伸，甚至扭曲、折叠等功能；基于石墨烯优良的电学和化学特性，通过使用石墨烯或石墨烯复合材料提升电池的功率密度或缩短充电时间。
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超级电容器
超级电容器超级电容器又称超大容量电容器，是靠极化电解液来存储电能的新型电化学装置。超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，能够在几秒钟内完成充电，其容量能够达到几百甚至上千法拉；具有容量大、功率高、使用寿命长等特点。超级电容器不同于电池，在充放电时不会发生化学反应，电能的存储或释放都是通过静电场建立的物理过程完成的。它是近十几年随着材料科学的突破而出现的新型功率型储能元件，自面市以来，全球需求量快速扩大，在电动汽车、电力、铁路、通信、国防、消费性电子产品等众多领域有着巨大的应用价值和市场潜力，被世界各国所广泛关注。
石墨烯可显著提高超级电容器能量密度。石墨烯本身具备超大的比表面积(2600 m2/g)，应用于超级电容器电极能显著提高储能密度，在实验室阶段其储能密度可达170 Wh/kg，与铅酸电池接近，是超级电容器的理想电极材料。例如青岛储能产业技术研究院采用石墨烯基复合电极材料路线，开发出容量可控的锂离子电容器器件，并尝试应用于电动自行车上；铅酸电池需要10小时可充满电，锂离子电容器约为1-3个小时。
但目前石墨烯超级电容的实际能量密度还不够高，在石墨烯基电极制备过程中容易发生堆叠现象，导致材料比表面积和离子电导率下降。目前正在通过对石墨烯进行修饰或与其他材料形成复合电极材料来努力克服石墨烯的缺点。
中车石墨烯/活性炭超级电容器
中车活性石墨烯和活性炭超级电容器循环次数对比
全球和中国超级电容器市场规模
2015年全球超级电容器市场规模达到173亿美元，分析机构预计，到2020年超级电容器市场将超923亿美元，年均复合增长率达到39%。近几年国内超级电容器的市场规模逐年提升，2012-2015年间，国内超级电容器的市场规模从19.4亿元增长到超过70亿元，2016年市场规模有望达100亿元，跻身世界前列。
以45%的电极材料成本估算，2020年电极材料全球和中国市场规模分别可达427.5亿美元和166.5亿美元。一旦石墨烯成本下降至普遍可接受范围，市场渗透率将快速提升。以10%的渗透率估算，2020年中国超级电容器领域石墨烯市场规模约为16.65亿美元。
全球和中国超级电容器领域石墨烯市场规模
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锂电池
石墨烯及其复合材料可应用于锂离子电池的正极材料、负极材料、导电浆料等。目前已有多家公司进行石墨烯在锂电池的应用拓展，石墨烯在锂电池正极材料导电添加剂方面已经量产。
石墨烯负极材料能够提高负极锂电池倍率性能。石墨烯的孔道结构使得锂离子在负极材料中的扩散路径比较短，有效提高电导率；石墨烯优异的机械性能和化学性能使得其复合电极材料具备结构稳定性，能够有效提高电极材料循环稳定性。
锂电池正极材料导电添加剂，显著提高充放电及导电性能。正极材料导电添加剂是石墨烯锂电池应用中走在产业化最前端的一环，主要障碍是石墨烯分散的均匀性。宁波墨西等多家单位已宣布推出或计划推出锂电池导电添加剂产品。
石墨烯功能涂层铝箔可有效降低电池内阻。石墨烯涂覆于铝箔集流体上，形成石墨烯功能涂层铝箔，有助于进一步提升锂电池的综合性能。以磷酸铁锂电池为例，使用石墨烯涂层铝箔可使电池内阻降低一半，而容量不受损失，同时电池的循环寿命提高20%以上。
石墨烯在锂电池领域应用
2016年中国锂电池产业规模1280亿元，同比增长30%，首次突破千亿元大关。未来五年，随着新能源汽车动力电池、消费电子市场小型锂电池的强势发展，中国锂电池产业仍将保持强劲增长。按照30%的年增长率测算，2020年中国锂电池产业规模将达3655亿元。
中国锂电池产业规模
锂电池中正极材料约占总成本的35%左右，目前已经实现商业化的是石墨烯用在正极材料中作为导电添加剂，来改善电极材料的导电性能，提高倍率性能和循环寿命。石墨烯在正极材料中的占比约为2%左右。按照这个比例测算，到2020年中国锂电池领域石墨烯市场规模将达到25.66亿元。
中国锂电池领域石墨烯市场规模
小编按：
应用领域的需求量决定了石墨烯的市场有多大。这个需求量不是指石墨烯能用到多少多少领域，而是在每一个领域它的量产能做到什么规模。现在国内搞石墨烯生产和应用的企业，大部分都在亏钱，真正赚钱的反而是卖设备的公司，比如CVD管式炉。
三星之前喊话要把石墨烯做到显示屏上，进而实现柔性显示突破，但是我们看到其旗舰机型S7 Edge也只是普通的AMOLED曲面屏，而且，像苹果这样的科技巨头都没有任何关于石墨烯的消息，个人觉得石墨烯柔性显示引起革命的可能性较小。
石墨烯需要开发应用处女地。以超级电容器和锂电池负极材料为例，通常是使用氧化石墨烯，数量是以吨计，可是，在纳米级硅及其复合材料作负极的情况下，把石墨烯加进去，也只能带来小幅的性能提高。因此，从取代先有材料考虑，会非常困难，到最后有可能无路可走。
谁也不知道“石墨烯”会不会成为下一代“超级材料”，毕竟已经有不少研究组开始投身于各种二维纳米材料的研发。但是，单独去看石墨烯的市场是不具备战略眼光的，以石墨烯这类新型材料为突破口，进而引发诸如能源、电子信息方面的革命，才可能是石墨烯的出路。
地点：北京九华国际会展中心
议程
第一项 |
重点嘉宾介绍 刘忠范，中国科学院院士，北京大学教授、北京石墨烯研究院院长 宁淼，环境保护部环境规划院博士（政策） 王立平，中科院宁波材料技术与工程研究所研究员；中国石墨烯联盟石墨烯防腐应用推进工作组秘书长（涂料应用） 刘兆平，中科院宁波材料技术与工程研究所高级研究员（拟邀，石墨烯制备） 李永峰，中国石油大学（北京）教授（石墨烯纳米片低成本、绿色、批量制备技术） 戴贵平，美国北卡罗莱纳州中央大学（石墨烯制备） 洪江彬，厦门凯纳石墨烯技术股份有限公司技术总监（石墨烯生产） |
第二项 |
议题讨论： 1、“十三五”材料产业污染防治政策解读 2、石墨烯生产企业的需求和困境 3、石墨烯绿色批量制备技术开发及产业化推广 4、常规氧化还原路线的污染防治与治理探讨 |
第三项 |
闭幕 |
中国科学院院士，北京大学教授、北京石墨烯研究院院长
宁淼
环境保护部环境规划院博士
中科院宁波材料技术与工程研究所研究员；中国石墨烯联盟石墨烯防腐应用推进工作组秘书长
李永峰
中国石油大学（北京）教授
美国北卡罗莱纳州中央大学
洪江彬
厦门凯纳石墨烯技术股份有限公司技术总监
