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輕量化和柔性驅動石墨烯電池在便攜式電子領域的需求

根據市場研究和競爭情報提供商 Fact.MR 的最新估計，2023年全球石墨烯電池市場價值1.407億美元，預計2023年至2033年將以31%的復合年增長率蓬勃發展。

石墨烯具有超導性、輕質、高柔韌性和大表面積等特點，是一種很好的高容量儲能材料。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間等特性，預計石墨烯電池將在預測期內變得更受歡迎。

石墨烯電池的結構與傳統電池相當，傳統電池的離子轉移由電解質溶液和兩個電極輔助。其中一個或兩個電極的組成是固態電池和石墨烯電池之間的主要區別。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生的地方。

石墨烯和電動汽車制造商正在研究由石墨烯驅動的汽車鋰離子電池。預計石墨烯電池在汽車中的使用將提供卓越的存儲容量、快速充電和高耐用性。

基于石墨烯的電動汽車電池的設計是一種多功能的技術解決方案，可以滿足電壓、容量和安培循環的各種需求。當電池反復充電并降低其最大能量勢能時，就會出現不良記憶效應，而石墨烯也不存在這種效應。

預計通過在便攜式電子設備中使用石墨烯電池來提供最大的充電速度和有效電池。標準鋰離子電池允許有限次數的充電循環，以免電池開始變質并失去其實用性。

關于充電和放電循環，石墨烯電池技術超越了這一限制。由于與傳統電池相比具有這些優勢，石墨烯電池預計將在未來幾年內在智能手機、可穿戴設備、筆記本電腦等電子設備中越來越受歡迎。

石墨烯電池

要點

• 到2033年，石墨烯電池的銷售額預計將達到20億美元。
• 由于主要市場參與者的存在，德國在歐洲石墨烯電池市場上處于領先地位。
• 中國快速發展的汽車行業推動了對石墨烯電池的高需求。
• 由于完善的航空航天和國防設施的高需求，美國市場正在迅速擴張。

近期市場動態

? 2023年2月，領先的特種化學品企業贏創（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）。這項投資來自他們于2022年成立的可持續發展技術，總投資額為1.5億歐元。新聞稿稱，SuperC的技術可以“提高鋰離子電池的續航里程、耐用性、充電速度和使用壽命”，其開發產品可用于電動汽車性能提升。

? 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，內華達州的一家新工廠開始生產石墨烯技術電池。

? 2021年4月，石墨烯制造集團有限公司宣布與昆士蘭大學澳大利亞生物工程和納米技術研究所建立研究合作伙伴關系，生產石墨烯鋁離子電池的商業原型，并獲得電網存儲、手機、手表、筆記本電腦和電動汽車的獨家許可。

?2022年 VoltaXplore ( NanoXplore 和 Martinrea 之間的50/50合資企業)委托建造了一個示范設施；最近，Nanotech Energy在2023年宣布，他們計劃在英國建造一個10億英鎊的超級工廠。

? 2022年12月，美國宇航局的SABERS項目正在測試一種石墨烯電池，這種電池可能會改變航空和電動汽車的游戲規則。該電池被組織成可以堆疊在一起的封裝電池。每個電池由三層組成：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發明并獲得的石墨烯網中。介于兩者之間的是電解質，這是一種專有的固體材料，不含當今鋰離子電池的易燃成分。