石墨烯電池發展趨勢

　　業內人士預計石墨烯技術的出現將改變電池市場格局。石墨烯產業被廣泛應用於交通運輸、鋰電池、醫療設備、娛樂服務等領域。本文從應用領域、成本、充電速度等多方面分析石墨烯電池發展趨勢。

　　石墨烯電池是指在電池的電極中採用石墨烯材料，理論上石墨烯電池可能有超過傳統電池（在電極中使用石墨）兩倍的比容量，且將大幅縮短電池的充電時間。因此，石墨烯的出現，為鋰電池突破性發展帶來了可能。但其也有明顯的弊端，如石墨烯當前成本高、量產能力弱、以及發揮上述優勢需要大體積等。

　　石墨烯已知的世上最薄、最堅硬的納米材料，具有電阻率極低，電子遷移速度極快的特點。石墨烯電池，就是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性開發出的一種新型電池。

　　世界上的首款石墨烯聚合材料電池由西班牙Graphenano公司和科爾瓦多大學合作研發，其中Graphenano公司也是世界上第一家以工業規模生產石墨烯的公司。目前常見的三元鋰電池能量密度在180-200mAh/g，而石墨烯聚合材料電池的能量密度則可以超過600mAh/g。也就是說，如果將特斯拉P85上的電池替換為同等重量的石墨烯電池，其續航里程將達到約1500km，是原來的3倍。

　　除了能量密度高，石墨烯電池的充電速度也要比鋰電池快很多，可以有效解決充電時間長的問題。它的壽命也很長，可以達到鋰電池的2倍。

　　另外，據Graphenano公司表示，石墨烯電池的性能超群，但是成本並不高，反而要比鋰電池低77%。採用石墨烯電池將能夠有效降低電動車的成本，進而提升市場競爭力。

　　石墨烯電池發展趨勢

　　趨勢一：石墨烯價格將持續回落

　　無論是石墨烯膜還是石墨烯微片的價格都將會進一步降低。在石墨烯膜方面，小尺寸的石墨烯膜價格下降比較快，而大尺寸的石墨烯薄膜還是稀缺產品，因此價格下降速度較慢。另一方面，石墨烯微片（粉體）的價格也將持續回落。

　　趨勢二：商業定製化石墨烯產品需求興起

　　石墨烯產品的商業定製化需求日益明顯。石墨烯供應商往往與下游應用商緊密合作，一起開發石墨烯的下游應用，定製化的石墨烯產品和中間體的出貨規模將迅速增長。

　　趨勢三：更多的石墨烯行業標準將出台

　　在中國，石墨烯行業形成了一系列地方和行業內部的標準，但是並沒有一個大家都認可的、權威的國家標準，甚至連什麼樣的產品算石墨烯都有爭論。2017年中國將頒布的石墨烯國家標準。另外，北美地區以及歐洲都將對石墨烯行業標準進行進一步明確，這無疑對石墨烯市場的發展起到積極推動作用。

　　趨勢四：應用在更多的下游產品和領域中

　　石墨烯器件有望替代互補金屬氧化物半導體（CMOS）器件，在納米電子器件，光電化學電池、超輕型飛機材料等研究領域得到應用。

　　趨勢五：石墨烯的研究和產業化發展持續升溫

　　從石墨烯專利領域分布來看，其應用技術研究布局熱點包括：石墨烯用作鋰離子電池電極材料、太陽能電池電極材料、薄膜電晶體製備、傳感器、半導體器件、複合材料製備、透明顯示觸控螢幕、透明電極等。

　　石墨烯作為「新材料之王」，隨著技術進步及商業化應用加速，正獲得巨大發展前景。「十三五」期間，我國欲將石墨烯打造成新材料產業發展的先導性產業。中國石墨烯產業正加速向先導產業發展，面對石墨烯生產和應用存在的技術轉化能力弱、商業應用領域窄等問題，工信部將以市場開發遇到的問題為導向，以終端產品的需求為牽引，採取一條龍模式，幫助企業構建完善產業鏈。

　　2015年10月30日，《中國製造2025》重點領域技術路線圖（2015版）正式對外公布，中國石墨烯產業未來十年的發展路徑也得到明確，總體目標是「2020年形成百億產業規模，2025年整體產業規模突破千億」。

　　綜上所述，石墨烯電池爆發點已逐漸呈現，石墨烯電池市場前景良好，將出現爆發式增長，有望產生巨大的經濟效益，帶動石墨烯產業的發展。以上就是筆者對石墨烯電池發展趨勢分析。

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