锂离子电池领域应用有望率先爆发

来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-12-16 11:43:50】【打印】【关闭】

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石墨烯具有完全敞开双表面的结构，可以进行一系列有机反应，与其他材料复合，可以提高其机械性能和导电导热性。如果对视墨膝进行功能团修饰可以使其化学活性更加丰富。石墨烯的这种结构特性，也使得它非常适合于有机化学活性的材料合成复合材料，用于提高如锂离子电池或超级电容器的电极材料的性能。

全球石墨烯专利最为集中的前五个领域分别为锂电子电池、生化传感器、超级电容器、催化剂及导电复合材料。在锂电子电池应用方面的专利数最多，为646件，占所有领域专利数的12.7%。可见石墨烯的应用研究在锂电池领域最为成熟，在产业化推广上的技术难度最低。石墨烯专利十大分布领域

目前，发展和改进锂离子电池的主要方向是提高电池容量与充放电性能，提高电池的安全性并降低电极材料成本。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解质等组成，而决定锂离子电池整体电化学性能的关键是电极材料。石墨烯在锂电池中主要有三种应用，分别是作为正负极材料导电添加剂，用在铜箔或铝功能涂层以及作为电极材料。从目前来看，石墨烯导电剂已经率先实现产业化，并最具发展前景。石墨烯在锂电池中的应用

在锂电池导电添加剂应用方面，锂离子电池目前常用的导电添加剂为炭黑与碳纳米管。与炭黑与碳纳米管相比，石墨烯具备高电子迁移率、超高电荷载流子迁移率，是作为导电添加剂的理想材料，可显著降低电池内阻，提高倍率性能与循环寿命。石墨烯已经作为一种新的添加剂被广泛研究与验证，但目前更多是与炭黑、碳纳米管混合一起，而不是实现完全的替代。将石墨烯和炭黑混合后作为导电添加剂加入锂电池，可以有效降低电池内阻，提升电池充放电性能和循环寿命。东莞鸿纳、青岛昊鑫等多家单位已经推出相关产品并应用到锂电池中，其市场占比逐步提升。石墨烯导电剂和其他导电剂对比

随着我国电子产业的不断发展状态，锂电池市场需求量不断提高，预计到2020年我国锂电池的产量降到90.2亿只。另一方面，新能源汽车作为我国重点发展的战略新兴产业，近二年来得到快速发展，新能源产销量快速攀升，截止到10月，2016年我国新能源汽车产量达到35.5万辆，同比增长95.92%，销量达到33.7万辆，同比增长96.96%。新能源汽车产销量的大幅增长推动了动力电池的快速发展，预计2016年我国动力锂电池产量为30.5GWh，到2025年动力电池产量将达到154GWh，年复合增长率达到39.36%。中国动力电池需求预测

随着新能源汽车产量的迅猛增长，市场对于高端导电添加剂品需求也将呈飞速提升态势。预计到2018年，石墨烯导电剂用量将达500吨，其在锂电池导电剂材料中占比也将逐步提高。目前石墨烯生产企业以石墨烯浆料的产品形式供货电池厂，以目前导电浆料中约5wt%含量的石墨烯来估算，2018年对应的石墨烯导电浆料需求量在10000吨以上。石墨烯导电剂需求预测

2015石墨烯导电剂价格为230美元/千克，与碳纳米管导电剂价格大致相同，预计到2020年石墨烯导电剂价格将降至113美元/千克，而碳纳米管价格将维持在200美元/千克的水平，石墨烯导电剂的价格优势将逐步显现。随着石墨烯导电剂价格的不断降低，以及汽车动力电池对性能的要求越来越高，石墨烯导电剂将快速普及，迎来产业化的快速推进和市场需求的快速放量。石墨烯导电剂和其他导电剂价格对比