轻量化和柔性驱动石墨烯电池在便携式电子领域的需求

根据市场研究和竞争情报提供商 Fact.MR 的最新估计，2023年全球石墨烯电池市场价值1.407亿美元，预计2023年至2033年将以31%的复合年增长率蓬勃发展。

石墨烯具有超导性、轻质、高柔韧性和大表面积等特点，是一种很好的高容量储能材料。此外，由于其增加的充电周期、高温效率、快速充电容量和延长充电时间等特性，预计石墨烯电池将在预测期内变得更受欢迎。

石墨烯电池的结构与传统电池相当，传统电池的离子转移由电解质溶液和两个电极辅助。其中一个或两个电极的组成是固态电池和石墨烯电池之间的主要区别。虽然阳极也可以使用碳同素异形体，但石墨烯电池的阴极是大部分位移发生的地方。

石墨烯和电动汽车制造商正在研究由石墨烯驱动的汽车锂离子电池。预计石墨烯电池在汽车中的使用将提供卓越的存储容量、快速充电和高耐用性。

基于石墨烯的电动汽车电池的设计是一种多功能的技术解决方案，可以满足电压、容量和安培循环的各种需求。当电池反复充电并降低其最大能量势能时，就会出现不良记忆效应，而石墨烯也不存在这种效应。

预计通过在便携式电子设备中使用石墨烯电池来提供最大的充电速度和有效电池。标准锂离子电池允许有限次数的充电循环，以免电池开始变质并失去其实用性。

关于充电和放电循环，石墨烯电池技术超越了这一限制。由于与传统电池相比具有这些优势，石墨烯电池预计将在未来几年内在智能手机、可穿戴设备、笔记本电脑等电子设备中越来越受欢迎。

石墨烯电池

要点

• 到2033年，石墨烯电池的销售额预计将达到20亿美元。
• 由于主要市场参与者的存在，德国在欧洲石墨烯电池市场上处于领先地位。
• 中国快速发展的汽车行业推动了对石墨烯电池的高需求。
• 由于完善的航空航天和国防设施的高需求，美国市场正在迅速扩张。

近期市场动态

? 2023年2月，领先的特种化学品企业赢创（evonik）宣布，他们已投资中国石墨烯制造商海洲新材料有限公司（SuperC）。这项投资来自他们于2022年成立的可持续发展技术，总投资额为1.5亿欧元。新闻稿称，SuperC的技术可以“提高锂离子电池的续航里程、耐用性、充电速度和使用寿命”，其开发产品可用于电动汽车性能提升。

? 纳米能源公司的新型石墨烯电池在2022年1月的国际消费电子展(CES)上亮相，充电速度比市面上其他电池快18倍。到2022年第四季度，内华达州的一家新工厂开始生产石墨烯技术电池。

? 2021年4月，石墨烯制造集团有限公司宣布与昆士兰大学澳大利亚生物工程和纳米技术研究所建立研究合作伙伴关系，生产石墨烯铝离子电池的商业原型，并获得电网存储、手机、手表、笔记本电脑和电动汽车的独家许可。

?2022年 VoltaXplore ( NanoXplore 和 Martinrea 之间的50/50合资企业)委托建造了一个示范设施；最近，Nanotech Energy在2023年宣布，他们计划在英国建造一个10亿英镑的超级工厂。

? 2022年12月，美国宇航局的SABERS项目正在测试一种石墨烯电池，这种电池可能会改变航空和电动汽车的游戏规则。该电池被组织成可以堆叠在一起的封装电池。每个电池由三层组成：阳极是锂金属（固体，与锂离子不同，锂离子更像凝胶）。阴极是硫和硒的组合，其颗粒排列在由NASA发明并获得的石墨烯网中。介于两者之间的是电解质，这是一种专有的固体材料，不含当今锂离子电池的易燃成分。