鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年12月26日
石墨烯在鋰電池行業(yè)市場如何?看完你就知道了!
石墨烯因其在電學、力學、導熱散熱、光學、高比表面積等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,使其在電子信息、儲能、節(jié)能環(huán)保、特種航天等領域擁有巨大的應用潛能,成為近年來的研發(fā)熱點之一。
隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,國家政策以市場為導向,逐步進行調(diào)整,多部門合力推進,發(fā)布了一系列相關政策進行系統(tǒng)布局。據(jù)CGIAResearch統(tǒng)計,2012年至2017年間,國家層面相關政策數(shù)量達20余條,地方層面相關政策數(shù)量達140余條。
近年來,中國在石墨烯應用技術方面的研究持續(xù)增長,主要集中在儲能、電子器件、水處理、氣體處理、化工、醫(yī)療、檢測、特種航天等?;ぁδ芎碗娮悠骷I域的石墨烯相關專利申請數(shù)量占比位居前三,三者合計占比接近90%,成為國內(nèi)石墨烯應用的主要領域。
石墨烯專利在儲能領域中主要集中在鋰離子電池領域,鋰離子電池相關的專利數(shù)為3077個,占據(jù)市場份額的40%以上。鋰離子電池領域技術研發(fā)較多的原因在于,石墨烯具有優(yōu)良的導電性、能夠緩解電極材料的體積膨脹等,從而大幅提高動力電池的性能,因此石墨烯在鋰離子電池的正極、負極、集流體、隔膜、導電添加劑等方面應用較廣,未來市場前景尤為廣闊。
其次,超級電容方面的專利數(shù)也較多,為1331個,占比為17.5%。
我國是鋰離子電池最主要的生產(chǎn)國之一。2014年,我國鋰離子電池產(chǎn)量達52.87億只,占全球總產(chǎn)量的71.2%,已連續(xù)10年位居全球首位。截止至2018年底,我國鋰離子電池產(chǎn)量達到139.87億只,比2014年增長了一倍多。伴隨鋰電池生產(chǎn)廠家在技術上的革新,性能和安全性的提升,人們對鋰電池的需求仍會不斷增長,預計到2024年,我國鋰電池行業(yè)市場規(guī)模將超過1500億元。
目前石墨烯在鋰電池中的添加形式主要有導電添加劑、電極復合材料及直接作為負極材料三種形式。其中,石墨烯導電添加劑的導電、放電性能遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)導電劑,其在制備過程中不涉及復雜的合成過程,因此可控性較強,難度較低,成功率較高,目前石墨烯導電劑研發(fā)技術已經(jīng)相對成熟。
據(jù)石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示,2017年石墨烯導電劑價格為230美元/千克,與碳納米管導電劑價格大致相同,預計到2020年石墨烯導電劑價格將降至113美元/千克,而碳納米管價格將維持在200美元/千克的水平,石墨烯導電劑的價格優(yōu)勢將逐步顯現(xiàn)。
■石墨烯在鋰離子電池領域應用仍存一些問題:
1石墨烯制備過程中片層容易堆積,降低了理論容量。
2首次循環(huán)庫倫效率較低,大量鋰離子嵌入后無法脫出,降低電解質(zhì)和正極材料的活性。
3鋰離子的重復嵌脫使得石墨烯片層結構更加致密,鋰離子嵌脫難度加大而使得循環(huán)容量降低。
4石墨烯振實密度較低,降低電池的功率密度。