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解構(gòu)柔性石墨：AI散熱與氫能雙極板如何引爆下一代功能材料需求

1、柔性石墨行業(yè)基本情況

膨脹石墨（亦稱(chēng)柔性石墨）是以天然鱗片石墨為原料，經(jīng)加工制備而成的一種疏松多孔、呈蠕蟲(chóng)狀的新型全碳材料。天然鱗片石墨經(jīng)過(guò)化學(xué)或電化學(xué)插層處理、水洗及干燥后，形成可在高溫下發(fā)生膨脹的石墨中間體，稱(chēng)為可膨脹石墨。當(dāng)可膨脹石墨在高溫下迅速受熱時(shí)，層間插入物受熱汽化所產(chǎn)生的膨脹力能夠克服石墨層間的分子間作用力，使其沿c軸方向膨脹數(shù)十至數(shù)百倍。膨脹后的石墨呈蠕蟲(chóng)形態(tài)，具有大量獨(dú)特的微孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此也常被稱(chēng)為石墨蠕蟲(chóng)。

基于其較大的比表面積和較高的表面活性，膨脹石墨質(zhì)地柔軟、易于延展，無(wú)需添加任何黏結(jié)劑也無(wú)需燒結(jié)，即可直接壓制成結(jié)構(gòu)致密的箔（紙）或板材。作為天然石墨的深加工產(chǎn)物，柔性石墨不僅繼承了天然石墨的本征特性，如高化學(xué)穩(wěn)定性、耐高低溫、自潤(rùn)滑、耐腐蝕、優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性以及安全環(huán)保等，還具備天然石墨所缺乏的柔軟性、壓縮回彈性和耐輻射性等獨(dú)特性能。因此，膨脹石墨被廣泛應(yīng)用于密封材料、導(dǎo)熱介質(zhì)、新能源雙極板材料等多種功能領(lǐng)域。

2、柔性石墨細(xì)分領(lǐng)域情況

（1）密封材料

密封件是制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的關(guān)鍵零部件，廣泛應(yīng)用于泵、閥門(mén)、軸承、液壓元件、油缸以及發(fā)動(dòng)機(jī)等核心機(jī)械結(jié)構(gòu)，對(duì)保障機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定、高效運(yùn)行具有至關(guān)重要的作用。

作為密封件的上游材料，密封材料需具備良好的致密性、適宜的機(jī)械強(qiáng)度與硬度，在工作介質(zhì)和溫度條件下表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性，同時(shí)還應(yīng)滿(mǎn)足永久變形小、耐磨性強(qiáng)等性能要求。

柔性石墨最主要的用途是作為密封材料。相較于石棉、橡膠、纖維、聚四氟乙烯及其復(fù)合材料等傳統(tǒng)密封材料，柔性石墨具備一系列顯著優(yōu)勢(shì)：

作為密封材料的核心用途及相較傳統(tǒng)材料的顯著優(yōu)勢(shì)

資料來(lái)源：普華有策

柔性石墨保留了石墨材料優(yōu)異的物理化學(xué)性能，同時(shí)具有良好的柔韌性和壓縮回彈特性，已在眾多領(lǐng)域取代了橡膠、金屬及聚四氟乙烯等密封材料，是各類(lèi)石墨薄板和密封件的首選材料。例如將不銹鋼板（帶孔）或不銹鋼絲網(wǎng)與充填的柔性石墨壓成制品，可制成抗壓強(qiáng)度要求較高的墊片；由柔性石墨復(fù)合材料編織盤(pán)根，用于高溫、高壓、耐腐蝕介質(zhì)下的閥門(mén)、泵、反應(yīng)釜的密封等。柔性石墨在汽車(chē)、石油化工、機(jī)械、冶金、電力、原子能和航空等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，有著“密封之王”的稱(chēng)號(hào)。

（2）導(dǎo)熱材料

導(dǎo)熱材料是提升產(chǎn)品散熱效果的功能性材料，能高效傳導(dǎo)電子設(shè)備內(nèi)部熱量至外界，以增強(qiáng)產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性并延長(zhǎng)使用壽命，其主流品類(lèi)包括石墨膜（含人工合成石墨、天然石墨、石墨烯）、導(dǎo)熱界面材料、熱管、均熱板，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、通信設(shè)備、汽車(chē)電子、安防監(jiān)控設(shè)備等領(lǐng)域；熱管理是電子行業(yè)的重要問(wèn)題，導(dǎo)熱性能直接決定電子產(chǎn)品運(yùn)行穩(wěn)定性，55%的電子設(shè)備失效由溫度過(guò)高導(dǎo)致，且元件故障發(fā)生率隨溫度升高呈指數(shù)增長(zhǎng)，而石墨類(lèi)導(dǎo)熱材料憑借面內(nèi)超高導(dǎo)熱、面間低導(dǎo)熱的各向異性特性，可通過(guò)高效平面熱擴(kuò)散解決智能手機(jī)等設(shè)備的局部過(guò)熱問(wèn)題，成為高性能電子產(chǎn)品不可或缺的“導(dǎo)熱神器”。

5G和AI推動(dòng)電子電器向高功率、高集成化發(fā)展，壓縮空間與提升功率導(dǎo)致熱量集聚，既降低設(shè)備性能、縮短壽命還存安全隱患，帶動(dòng)高性能導(dǎo)熱材料需求攀升；同時(shí)，5G基站能耗為4G的3至4倍，高能耗帶來(lái)高發(fā)熱量，對(duì)基站散熱需求更高；此外，2024年消費(fèi)電子AI元年，AI終端功耗與散熱問(wèn)題加劇，且AI終端器件算力增長(zhǎng)使消費(fèi)電子產(chǎn)品散熱需求顯著提升。

（3）燃料電池雙極板材料

燃料電池通過(guò)氫氧反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，雙極板是其關(guān)鍵部件，需具備高導(dǎo)電、阻氣等性能，分為石墨和金屬兩類(lèi)，分別適配商用車(chē)/分布式電站、乘用車(chē)領(lǐng)域；全球主要國(guó)家將氫能升至國(guó)家戰(zhàn)略，氫燃料電池汽車(chē)先實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，我國(guó)也以其為氫能發(fā)展切入點(diǎn)，已掌握核心技術(shù)并開(kāi)展示范應(yīng)用，且氫能被列為國(guó)家能源體系重要部分；據(jù)相關(guān)路線(xiàn)圖，2035年我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)保有量將達(dá)100萬(wàn)輛左右，雙極板需求3-5億片，按石墨雙極板12元/片、50%市占率測(cè)算，屆時(shí)其市場(chǎng)容量約18-30億元。

（4）液流電池雙極板材料

液流電池是活性物質(zhì)在液態(tài)電解質(zhì)中的電池，由電堆等單元構(gòu)成，分全釩、鐵鉻等類(lèi)型，全釩電池商業(yè)化和技術(shù)成熟度最高，其通過(guò)電解液循環(huán)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)電能，且安全、壽命長(zhǎng)等，是新型長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)；液流電池雙極板用于分隔電解液、傳導(dǎo)電流等，需具備強(qiáng)穩(wěn)定性等特性，碳塑復(fù)合雙極板是主流方向，信遠(yuǎn)科技該類(lèi)產(chǎn)品通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新獲客戶(hù)認(rèn)可；雙極板需求取決于液流電池裝機(jī)量，全球能源向可再生能源轉(zhuǎn)型，儲(chǔ)能成關(guān)鍵技術(shù)，未來(lái)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能是主流，液流電池尤其全釩液流電池適配該需求，且我國(guó)釩資源豐富、技術(shù)領(lǐng)先，液流電池裝機(jī)量迅猛增加。

3、柔性石墨行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

柔性石墨行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

資料來(lái)源：普華有策

4、行業(yè)技術(shù)水平及特點(diǎn)

一方面，國(guó)內(nèi)柔性石墨行業(yè)整體仍面臨企業(yè)規(guī)模偏小、低端產(chǎn)品產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題，行業(yè)平均技術(shù)水平與國(guó)際領(lǐng)先制造企業(yè)相比仍存在一定差距；另一方面，經(jīng)過(guò)多年持續(xù)研發(fā)，國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)已在產(chǎn)品關(guān)鍵性能指標(biāo)（如抗氧化性、含硫量控制）以及自動(dòng)化生產(chǎn)等方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，具備與國(guó)際一流企業(yè)同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力，并在部分技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)先。

在抗氧化性方面，殼牌石油對(duì)密封材料供應(yīng)商提出了新要求，即在670℃的空氣中每小時(shí)熱失重率不超過(guò)4%，該標(biāo)準(zhǔn)已成為國(guó)際公認(rèn)的柔性石墨密封材料可靠性評(píng)判依據(jù)。目前，國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)已形成成熟的制備工藝，所產(chǎn)產(chǎn)品能夠滿(mǎn)足上述抗氧化標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到國(guó)際一流水平。

在含硫量控制方面，上世紀(jì)90年代初，國(guó)家與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將柔性石墨密封材料的硫含量上限設(shè)定為2000ppm，當(dāng)時(shí)許多國(guó)內(nèi)企業(yè)難以達(dá)標(biāo)；如今，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已將硫含量限制收緊至1200ppm，而行業(yè)龍頭企業(yè)更已具備實(shí)現(xiàn)低硫密封材料（硫含量低于200ppm）產(chǎn)業(yè)化的能力。

國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)的柔性石墨功能材料生產(chǎn)已實(shí)現(xiàn)較高的自動(dòng)化與數(shù)字化水平。相關(guān)企業(yè)持續(xù)升級(jí)常規(guī)加工設(shè)備，引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的專(zhuān)用裝備，并自主設(shè)計(jì)適用于特殊工藝的自動(dòng)化設(shè)備，在制鹽、膨脹、復(fù)合、固化等關(guān)鍵工序中實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排和效率提升。此外，以信遠(yuǎn)科技為代表的企業(yè)通過(guò)自主研發(fā)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)，將工藝數(shù)據(jù)與質(zhì)量數(shù)據(jù)串聯(lián)整合，并借助大數(shù)據(jù)分析持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)裝備與工藝流程。目前，行業(yè)龍頭已逐步實(shí)現(xiàn)從單機(jī)自動(dòng)化、工序自動(dòng)化到全工藝數(shù)字化的跨越。

5、行業(yè)特有的經(jīng)營(yíng)模式及特征

（1）周期性特征

在傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，柔性石墨行業(yè)與下游的汽車(chē)、摩托車(chē)、石油化工、通信電子等行業(yè)關(guān)聯(lián)度較高，而這些行業(yè)受宏觀經(jīng)濟(jì)周期影響顯著，因此柔性石墨行業(yè)亦在一定程度上隨經(jīng)濟(jì)周期波動(dòng)。在新興應(yīng)用領(lǐng)域，該行業(yè)與新能源、航空航天等政策導(dǎo)向型產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)，因而其發(fā)展亦受到國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向變化的影響。

（2）區(qū)域性特征

受產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程影響，我國(guó)柔性石墨密封制品企業(yè)早期多集中于浙江慈溪地區(qū)，形成明顯的產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)。2013年，慈溪密封產(chǎn)業(yè)集群被中國(guó)液壓氣動(dòng)密封件工業(yè)協(xié)會(huì)認(rèn)定為首個(gè)國(guó)家級(jí)密封產(chǎn)業(yè)集群示范基地。隨著柔性石墨功能材料應(yīng)用領(lǐng)域的拓展及產(chǎn)業(yè)持續(xù)升級(jí)，目前國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)主要分布在長(zhǎng)三角、珠三角、北京、山東等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域，以滿(mǎn)足技術(shù)、人才與資金方面的集聚需求。

（3）季節(jié)性特征

柔性石墨功能材料應(yīng)用范圍廣泛，下游客戶(hù)眾多，行業(yè)整體生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)無(wú)明顯季節(jié)性波動(dòng)。但在細(xì)分領(lǐng)域方面，近年來(lái)受液流電池行業(yè)加速發(fā)展推動(dòng)，雙極板材料在下半年的市場(chǎng)需求普遍高于上半年，下游訂單需求持續(xù)增長(zhǎng)，行業(yè)整體處于業(yè)務(wù)規(guī)模擴(kuò)張階段。

6、行業(yè)內(nèi)主要企業(yè)

目前，國(guó)內(nèi)外柔性石墨功能材料主要生產(chǎn)企業(yè)有德國(guó)西格里集團(tuán)、美國(guó)新格拉夫、濱州雙峰、中石科技、華熔科技、上海弘楓等。

國(guó)內(nèi)外柔性石墨功能材料主要生產(chǎn)企業(yè)情況

資料來(lái)源：普華有策

《“十五五”時(shí)期柔性石墨行業(yè)市場(chǎng)調(diào)研及發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》涵蓋行業(yè)全球及中國(guó)發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場(chǎng)規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)/專(zhuān)利、競(jìng)爭(zhēng)格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場(chǎng)需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動(dòng)因素、市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)，投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容。同時(shí)北京普華有策信息咨詢(xún)有限公司還提供市場(chǎng)專(zhuān)項(xiàng)調(diào)研項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢(xún)、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、專(zhuān)精特新小巨人認(rèn)證、市場(chǎng)占有率報(bào)告、十五五規(guī)劃、項(xiàng)目后評(píng)價(jià)報(bào)告、BP商業(yè)計(jì)劃書(shū)、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書(shū)、國(guó)家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢(xún)等服務(wù)。（PHPOLICY:GYF）