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輕量化和柔性驅(qū)動(dòng)石墨烯電池在便攜式電子領(lǐng)域的需求
根據(jù)市場(chǎng)研究和競(jìng)爭情報(bào)提供商 Fact.MR 的最新估計(jì),2023年全球石墨烯電池市場(chǎng)價(jià)值1.407億美元,預(yù)計(jì)2023年至2033年將以31%的復(fù)合年增長率蓬勃發(fā)展。
石墨烯具有超導(dǎo)性、輕質(zhì)、高柔韌性和大表面積等特點(diǎn),是一種很好的高容量儲(chǔ)能材料。此外,由于其增加的充電周期、高溫效率、快速充電容量和延長充電時(shí)間等特性,預(yù)計(jì)石墨烯電池將在預(yù)測(cè)期內(nèi)變得更受歡迎。
石墨烯電池的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)電池相當(dāng),傳統(tǒng)電池的離子轉(zhuǎn)移由電解質(zhì)溶液和兩個(gè)電極輔助。其中一個(gè)或兩個(gè)電極的組成是固態(tài)電池和石墨烯電池之間的主要區(qū)別。雖然陽極也可以使用碳同素異形體,但石墨烯電池的陰極是大部分位移發(fā)生的地方。
石墨烯和電動(dòng)汽車制造商正在研究由石墨烯驅(qū)動(dòng)的汽車鋰離子電池。預(yù)計(jì)石墨烯電池在汽車中的使用將提供卓越的存儲(chǔ)容量、快速充電和高耐用性。
基于石墨烯的電動(dòng)汽車電池的設(shè)計(jì)是一種多功能的技術(shù)解決方案,可以滿足電壓、容量和安培循環(huán)的各種需求。當(dāng)電池反復(fù)充電并降低其最大能量勢(shì)能時(shí),就會(huì)出現(xiàn)不良記憶效應(yīng),而石墨烯也不存在這種效應(yīng)。
預(yù)計(jì)通過在便攜式電子設(shè)備中使用石墨烯電池來提供最大的充電速度和有效電池。標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池允許有限次數(shù)的充電循環(huán),以免電池開始變質(zhì)并失去其實(shí)用性。
關(guān)于充電和放電循環(huán),石墨烯電池技術(shù)超越了這一限制。由于與傳統(tǒng)電池相比具有這些優(yōu)勢(shì),石墨烯電池預(yù)計(jì)將在未來幾年內(nèi)在智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、筆記本電腦等電子設(shè)備中越來越受歡迎。
石墨烯電池
要點(diǎn)
近期市場(chǎng)動(dòng)態(tài)
? 2023年2月,領(lǐng)先的特種化學(xué)品企業(yè)贏創(chuàng)(evonik)宣布,他們已投資中國石墨烯制造商海洲新材料有限公司(SuperC)。這項(xiàng)投資來自他們于2022年成立的可持續(xù)發(fā)展技術(shù),總投資額為1.5億歐元。新聞稿稱,SuperC的技術(shù)可以“提高鋰離子電池的續(xù)航里程、耐用性、充電速度和使用壽命”,其開發(fā)產(chǎn)品可用于電動(dòng)汽車性能提升。
? 納米能源公司的新型石墨烯電池在2022年1月的國際消費(fèi)電子展(CES)上亮相,充電速度比市面上其他電池快18倍。到2022年第四季度,內(nèi)華達(dá)州的一家新工廠開始生產(chǎn)石墨烯技術(shù)電池。
? 2021年4月,石墨烯制造集團(tuán)有限公司宣布與昆士蘭大學(xué)澳大利亞生物工程和納米技術(shù)研究所建立研究合作伙伴關(guān)系,生產(chǎn)石墨烯鋁離子電池的商業(yè)原型,并獲得電網(wǎng)存儲(chǔ)、手機(jī)、手表、筆記本電腦和電動(dòng)汽車的獨(dú)家許可。
?2022年 VoltaXplore ( NanoXplore 和 Martinrea 之間的50/50合資企業(yè))委托建造了一個(gè)示范設(shè)施;最近,Nanotech Energy在2023年宣布,他們計(jì)劃在英國建造一個(gè)10億英鎊的超級(jí)工廠。
? 2022年12月,美國宇航局的SABERS項(xiàng)目正在測(cè)試一種石墨烯電池,這種電池可能會(huì)改變航空和電動(dòng)汽車的游戲規(guī)則。該電池被組織成可以堆疊在一起的封裝電池。每個(gè)電池由三層組成:陽極是鋰金屬(固體,與鋰離子不同,鋰離子更像凝膠)。陰極是硫和硒的組合,其顆粒排列在由NASA發(fā)明并獲得的石墨烯網(wǎng)中。介于兩者之間的是電解質(zhì),這是一種專有的固體材料,不含當(dāng)今鋰離子電池的易燃成分。