解构柔性石墨：AI散热与氢能双极板如何引爆下一代功能材料需求
1、柔性石墨行业基本情况
膨胀石墨（亦称柔性石墨）是以天然鳞片石墨为原料，经加工制备而成的一种疏松多孔、呈蠕虫状的新型全碳材料。天然鳞片石墨经过化学或电化学插层处理、水洗及干燥后，形成可在高温下发生膨胀的石墨中间体，称为可膨胀石墨。当可膨胀石墨在高温下迅速受热时，层间插入物受热汽化所产生的膨胀力能够克服石墨层间的分子间作用力，使其沿c轴方向膨胀数十至数百倍。膨胀后的石墨呈蠕虫形态，具有大量独特的微孔网络结构，因此也常被称为石墨蠕虫。
基于其较大的比表面积和较高的表面活性，膨胀石墨质地柔软、易于延展，无需添加任何黏结剂也无需烧结，即可直接压制成结构致密的箔（纸）或板材。作为天然石墨的深加工产物，柔性石墨不仅继承了天然石墨的本征特性，如高化学稳定性、耐高低温、自润滑、耐腐蚀、优良的导电导热性以及安全环保等，还具备天然石墨所缺乏的柔软性、压缩回弹性和耐辐射性等独特性能。因此，膨胀石墨被广泛应用于密封材料、导热介质、新能源双极板材料等多种功能领域。
2、柔性石墨细分领域情况
（1）密封材料
密封件是制造业产业链中不可或缺的关键零部件，广泛应用于泵、阀门、轴承、液压元件、油缸以及发动机等核心机械结构，对保障机械设备稳定、高效运行具有至关重要的作用。
作为密封件的上游材料，密封材料需具备良好的致密性、适宜的机械强度与硬度，在工作介质和温度条件下表现出较高的稳定性，同时还应满足永久变形小、耐磨性强等性能要求。
柔性石墨最主要的用途是作为密封材料。相较于石棉、橡胶、纤维、聚四氟乙烯及其复合材料等传统密封材料，柔性石墨具备一系列显著优势：
作为密封材料的核心用途及相较传统材料的显著优势
资料来源：普华有策
柔性石墨保留了石墨材料优异的物理化学性能，同时具有良好的柔韧性和压缩回弹特性，已在众多领域取代了橡胶、金属及聚四氟乙烯等密封材料，是各类石墨薄板和密封件的首选材料。例如将不锈钢板（带孔）或不锈钢丝网与充填的柔性石墨压成制品，可制成抗压强度要求较高的垫片；由柔性石墨复合材料编织盘根，用于高温、高压、耐腐蚀介质下的阀门、泵、反应釜的密封等。柔性石墨在汽车、石油化工、机械、冶金、电力、原子能和航空等行业得到了广泛应用，有着“密封之王”的称号。
（2）导热材料
导热材料是提升产品散热效果的功能性材料，能高效传导电子设备内部热量至外界，以增强产品可靠性、稳定性并延长使用寿命，其主流品类包括石墨膜（含人工合成石墨、天然石墨、石墨烯）、导热界面材料、热管、均热板，广泛应用于消费电子、通信设备、汽车电子、安防监控设备等领域；热管理是电子行业的重要问题，导热性能直接决定电子产品运行稳定性，55%的电子设备失效由温度过高导致，且元件故障发生率随温度升高呈指数增长，而石墨类导热材料凭借面内超高导热、面间低导热的各向异性特性，可通过高效平面热扩散解决智能手机等设备的局部过热问题，成为高性能电子产品不可或缺的“导热神器”。
5G和AI推动电子电器向高功率、高集成化发展，压缩空间与提升功率导致热量集聚，既降低设备性能、缩短寿命还存安全隐患，带动高性能导热材料需求攀升；同时，5G基站能耗为4G的3至4倍，高能耗带来高发热量，对基站散热需求更高；此外，2024年消费电子AI元年，AI终端功耗与散热问题加剧，且AI终端器件算力增长使消费电子产品散热需求显著提升。
（3）燃料电池双极板材料
燃料电池通过氢氧反应将化学能转化为电能，双极板是其关键部件，需具备高导电、阻气等性能，分为石墨和金属两类，分别适配商用车/分布式电站、乘用车领域；全球主要国家将氢能升至国家战略，氢燃料电池汽车先实现规模化应用，我国也以其为氢能发展切入点，已掌握核心技术并开展示范应用，且氢能被列为国家能源体系重要部分；据相关路线图，2035年我国氢燃料电池汽车保有量将达100万辆左右，双极板需求3-5亿片，按石墨双极板12元/片、50%市占率测算，届时其市场容量约18-30亿元。
（4）液流电池双极板材料
液流电池是活性物质在液态电解质中的电池，由电堆等单元构成，分全钒、铁铬等类型，全钒电池商业化和技术成熟度最高，其通过电解液循环反应将化学能转电能，且安全、寿命长等，是新型长时储能技术；液流电池双极板用于分隔电解液、传导电流等，需具备强稳定性等特性，碳塑复合双极板是主流方向，信远科技该类产品通过技术创新获客户认可；双极板需求取决于液流电池装机量，全球能源向可再生能源转型，储能成关键技术，未来长时储能是主流，液流电池尤其全钒液流电池适配该需求，且我国钒资源丰富、技术领先，液流电池装机量迅猛增加。
3、柔性石墨行业发展趋势
柔性石墨行业发展趋势
资料来源：普华有策
4、行业技术水平及特点
一方面，国内柔性石墨行业整体仍面临企业规模偏小、低端产品产能过剩的问题，行业平均技术水平与国际领先制造企业相比仍存在一定差距；另一方面，经过多年持续研发，国内龙头企业已在产品关键性能指标（如抗氧化性、含硫量控制）以及自动化生产等方面达到国际先进水平，具备与国际一流企业同台竞争的实力，并在部分技术领域实现领先。
在抗氧化性方面，壳牌石油对密封材料供应商提出了新要求，即在670℃的空气中每小时热失重率不超过4%，该标准已成为国际公认的柔性石墨密封材料可靠性评判依据。目前，国内龙头企业已形成成熟的制备工艺，所产产品能够满足上述抗氧化标准，达到国际一流水平。
在含硫量控制方面，上世纪90年代初，国家与行业标准将柔性石墨密封材料的硫含量上限设定为2000ppm，当时许多国内企业难以达标；如今，国家标准已将硫含量限制收紧至1200ppm，而行业龙头企业更已具备实现低硫密封材料（硫含量低于200ppm）产业化的能力。
国内龙头企业的柔性石墨功能材料生产已实现较高的自动化与数字化水平。相关企业持续升级常规加工设备，引进国内外先进的专用装备，并自主设计适用于特殊工艺的自动化设备，在制盐、膨胀、复合、固化等关键工序中实现了节能减排和效率提升。此外，以信远科技为代表的企业通过自主研发生产执行系统，将工艺数据与质量数据串联整合，并借助大数据分析持续优化生产装备与工艺流程。目前，行业龙头已逐步实现从单机自动化、工序自动化到全工艺数字化的跨越。
5、行业特有的经营模式及特征
（1）周期性特征
在传统应用领域，柔性石墨行业与下游的汽车、摩托车、石油化工、通信电子等行业关联度较高，而这些行业受宏观经济周期影响显著，因此柔性石墨行业亦在一定程度上随经济周期波动。在新兴应用领域，该行业与新能源、航空航天等政策导向型产业密切相关，因而其发展亦受到国家产业政策导向变化的影响。
（2）区域性特征
受产业发展历程影响，我国柔性石墨密封制品企业早期多集中于浙江慈溪地区，形成明显的产业集群效应。2013年，慈溪密封产业集群被中国液压气动密封件工业协会认定为首个国家级密封产业集群示范基地。随着柔性石墨功能材料应用领域的拓展及产业持续升级，目前国内相关企业主要分布在长三角、珠三角、北京、山东等经济发达区域，以满足技术、人才与资金方面的集聚需求。
（3）季节性特征
柔性石墨功能材料应用范围广泛，下游客户众多，行业整体生产经营活动无明显季节性波动。但在细分领域方面，近年来受液流电池行业加速发展推动，双极板材料在下半年的市场需求普遍高于上半年，下游订单需求持续增长，行业整体处于业务规模扩张阶段。
6、行业内主要企业
目前，国内外柔性石墨功能材料主要生产企业有德国西格里集团、美国新格拉夫、滨州双峰、中石科技、华熔科技、上海弘枫等。
国内外柔性石墨功能材料主要生产企业情况
资料来源：普华有策
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