未來五年石墨烯粉體價格仍將繼續(xù)下降,2020年石墨烯粉體價格將下降至5萬元/噸,對應(yīng)的鋰電池領(lǐng)域石墨烯市場規(guī)模將超過11億元。
石墨烯粉體在鋰離子電池中的應(yīng)用比較多元化,主要應(yīng)用方向有三種,分別是作為正負(fù)極材料導(dǎo)電添加劑,用在銅箔或鋁功能涂層以及作為電極材料。目前已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化的是用在正極材料中作為導(dǎo)電添加劑,來改善電極材料的導(dǎo)電性能,提高倍率性能和循環(huán)壽命。
石墨烯在鋰電池領(lǐng)域中主要用做導(dǎo)電劑石墨烯相當(dāng)于催化劑。按重量百分比計算,正極材料石墨烯1%——2%(主要在1%左右),若正極材料用磷酸鐵鋰,則石墨烯占比2%左右,使用石墨烯后,性價比提高明顯,導(dǎo)電性更好、充放電更快。
在鋰電池電極材料應(yīng)用方面,石墨烯負(fù)極材料主要以石墨烯復(fù)合材料為主。石墨是現(xiàn)在鋰電池普遍采用的負(fù)極材料。石墨具有結(jié)晶的層狀結(jié)構(gòu),易于鋰離子在其中的嵌入/脫嵌,形成層間化合物L(fēng)iC6,是一種性能穩(wěn)定的負(fù)極材料,但其理論容量不足,限制了電池的容量。
石墨烯以獨特的二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)具備高比表面積與載流子遷移率,在儲鋰方面有很大的優(yōu)勢,即鋰離子在脫嵌過程中可逆性強(qiáng),降低循環(huán)比容量的損耗,大大提高了電池的庫倫效率和循環(huán)比容量。石墨烯可以進(jìn)一步制備成硅碳復(fù)合負(fù)極材料,將充放電性能再次提升一個臺階。但由于應(yīng)用技術(shù)的限制,目前石墨烯用作鋰電池負(fù)極材料缺乏穩(wěn)定性,石墨烯在鋰電池負(fù)極材料的滲透率還很低。
隨著新能源汽車產(chǎn)量的迅猛增長、儲能鋰電池市場逐漸啟動、消費級鋰電池的穩(wěn)步增長,市場對于鋰電池的需求也將呈飛速提升態(tài)勢,刺激鋰電池產(chǎn)能擴(kuò)張,預(yù)計到2020年,鋰電池年產(chǎn)量可達(dá)到170GWH。
隨著市場對鋰電池性能要求不斷提高、石墨烯在鋰電池領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)逐漸升級,石墨烯在鋰電池中占比也將逐步提高。以5%含量的石墨烯來估算,2020年鋰電池領(lǐng)域?qū)?yīng)的石墨烯需求量在20000噸以上。
中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心認(rèn)為,2016-2017年是石墨烯在鋰電池領(lǐng)域應(yīng)用的探索期,整體市場滲透率比較低,此階段行業(yè)的增長動力主要得益于新能源汽車快速增長帶來的鋰電池產(chǎn)能迅速擴(kuò)張。
2017年后,新能源汽車的政策環(huán)境或會發(fā)生改變,政府取消對新能源汽車的補(bǔ)貼是大概率事件,所以鋰電池產(chǎn)能會出現(xiàn)波動,增速放緩。但此階段石墨烯用作鋰電池負(fù)極材料的技術(shù)條件成熟,石墨烯在鋰電池領(lǐng)域的滲透率將迅速提高,市場規(guī)模快速擴(kuò)張,市場增長主要由技術(shù)推動。
2015年石墨烯粉體價格相對2011了下降幅度超過90%,中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心預(yù)測,未來五年石墨烯粉體價格仍將繼續(xù)下降,2020年石墨烯粉體價格將下降至5萬元/噸,對應(yīng)的鋰電池領(lǐng)域石墨烯市場規(guī)模將超過11億元。
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