2015年全球石墨烯市场规模约为453万美元,我国石墨烯产业链市场规模高达233.2亿元,其中石墨烯电池市场规模大约31亿元。石墨烯电池正处于大规模化前夕,以下是石墨烯电池发展趋势分析。
石墨烯整体发展现状
石墨烯电池,利用锂电池在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。由于石墨烯电池在汽车和移动设备上的应用成功,电动汽车的环保无污染优点市场需求量大,电动汽车的发展前景乐观,另一个电子产品的巨大市场规模。这两大块需求市场将带动石墨烯电池未来巨大的市场需求。
石墨烯技术成熟直接推动价格持续降低,进一步加快应用发展。随着技术的不断成熟,目前石墨烯粉体及薄膜的价格已大幅下降,从我们调研来看,石墨烯粉体价格已经降至10万元/吨甚至更低,不到5年前的1/10;石墨烯薄膜的价格也已经降至与主要竞争材料ITO 膜相当的水平(100~200/平米),随着工艺和设备的改进,预计未来还存在进一步下降的空 间。随着成本的持续下降、以及下游各项应用陆续落地,石墨烯作为高性能添加材料进行应 用推广的可行性快速提高。
石墨烯电池发展趋势
1、石墨烯供应商专业化渐成主流
目前石墨烯制备企业规模较小,其产品的应用行业差别很大,对石墨烯产品的需求也各有不同,相应地石墨烯生产线、研发能力等会作不同调整。随着石墨烯生产商与下游应用厂家合作日益紧密,专注于一个或几个石墨烯应用的供应商生产、研发会更加专业化,形成垄断优势。
2、更多的石墨烯行业标准将出台
中国已出台很多石墨烯地方和行业内部标准,但仍缺少一个行业都认可的、权威的国家标准,甚至连什么产品属于石墨烯都有争论。据预测,2017年,中国将正式出台石墨烯国家标准。北美地区、欧洲都将进一步明确石墨烯行业标准,将对石墨烯市场的发展起到积极推动作用。
3、石墨烯在工业应用上将有巨大市场前景
石墨烯因其具有许多优异的性能而获得了“奇迹材料”的称号。然而,这些优异的性能都是建立在高质量样品的基础上(机械剥离石墨烯),并且石墨烯需要存放在特制的基材上,如六方氮化硼。至今为止,还没有使用其他制备方式的石墨烯能得到同样的性能,所以此方法正在快速的发展。如果产业化的石墨烯的性能能与实验室中制备出的石墨烯具有同样优异的性能,那么在工业应用上将会有很大的前景。
4、石墨烯在储能领域应用将有所突破
专家判断,五年内真正的石墨烯电池研发很难获得突破,但是部分储能领域已实现初步应用:以石墨烯做散热材料的锂离子电池已取得技术突破。同时,石墨烯添加材料的超级电容器和太阳能电池产品也将面市。
5、石墨烯金属氧化物将领先其他石墨烯复合材料发展
利用石墨烯进行金属氧化物的混合,可以消除大部分的问题,而且由于间隙离子和混合矩阵之间的相互作用的巨大改善,电导率变得更大。为了生产石墨烯-金属氧化物纳米粒子,石墨烯在过程中作为模板,由于石墨烯的常规重复结构,产生了均匀分布的矩阵。这一过程也限制了纳米颗粒的聚集,在锂充电和放电循环过程中促进了纳米颗粒的表面。因此,相对于纯电动的电极,在特定容量和循环性能方面有了改进。锂离子电池的价格不能大幅降低,因为锂的价格仍然很高。这项技术并不依赖于金属和其他有毒物质,所以如果需要处理的话,它是环保的。
综上所述,我国在石墨烯电池领域的研究水平在国际上具有很强的竞争力,包括石墨烯技术在内的一些技术突破正逐渐从实验室走向市场应用。未来,希望开发的石墨烯电池比动力锂电池能存储更多的能量,同时保留的能力释放能量快10倍。以上是石墨烯电池发展趋势分析。