锂电池应用受益于石墨烯发展

 导读：锂电池应用受益于石墨烯发展。石墨烯电子迁移率高，用于锂电池可减低电阻并改善循环性能。石墨烯具有10倍于商用硅片的高载流子迁移率（15000cm2/V•s)，导电性能优越，尤其适用与制造锂电池导电添加剂、锂电池正负极复合材料等锂电池材料。

参考《2016-2022年中国石墨烯电池行业竞争现状及十三五投资决策分析报告》

       （一）石墨烯在锂离子电池领域的应用具有优越性

       石墨烯电子迁移率高，用于锂电池可减低电阻并改善循环性能。石墨烯具有10倍于商用硅片的高载流子迁移率（15000cm2/V•s)，导电性能优越，尤其适用与制造锂电池导电添加剂、锂电池正负极复合材料等锂电池材料。此外，石墨烯电极复合材料及导电添加剂能有效改善电极循环性能：加入石墨烯的磷酸铁锂正极复合材料，循环100周后，可逆比容量为纯Li PO4电极的1.4倍。此外，据《世界报》消息，西班牙Graphenano公司同西班牙科尔瓦多大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池，其储电量是目前市场最好产品的三倍，用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里，而其充电时间不到8分钟，但目前仍处于实验室阶段。

       （二）石墨烯在锂离子电池领域应用领域逐步扩大

       石墨烯在锂离子电池领域的技术研究取得突破。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。

       石墨烯将最先在锂电池电极添加剂、导热膜、触摸膜等产品上实现产业化。根据石墨烯在电子领域的下游需求情况、应用优势及产业主要障碍分析可得出石墨烯首先会在锂电池电极添加剂领域实现产业化。由于石墨的锂电池电极添加剂的研发技术较为成熟，且量产难度主要在于复合材料中石墨烯分布的均匀性，在合成控制及成本方面具有优势，因而相比其他电子领域，其产业化时间更早。其次为为导热膜及触摸屏，由于研发技术较为成熟，产业化预期比柔性导电膜及超级电容提前1-2年。

       （三）锂电池下游应用需求持续增加，石墨烯需求不断增加

       添加石墨烯的锂离子电池主要运用于电子设备及电动交通工具。从产业链上看，鳞片石墨矿经过初加工及深加工后制成石墨烯制品。石墨烯在锂电池中的添加形式主要有导电添加剂、电极复合材料及直接作为负极材料三种形式。添加石墨烯后的锂电池则在主要运用与智能手机、笔记本电脑、移动电源及可穿戴设备、电动交通工具及工业储能等下游领域。

       下游动力锂电池厂家纷纷扩充产能，16年国内将扩产80%。全球动力锂电池市场规模逐渐扩大，2012年动力锂电池市场规模约为300亿元，预计每年保持约30%的平均增长率，至2020年全球动力锂电池市场规模达到2100亿元，为2012年的7倍。

       与此同时，各国动力锂电池厂家纷纷扩增产能，以中国为例，2017年国内预计扩增产能约为15.2Gwh，而15年国内动力锂电池总产能为18.97Gwh，产能扩张将近80%。

       下游便携式锂电池需求逐年提高。全球便携式锂电池市场规模自2012年以来逐年增长，预计未来在2020年以前保持每年约10%的平均增长率。其中锂电池在手机、平板电脑及笔记本方面的需求量将保持8%的年平均增长率，预计2017年便携式锂电池在手机、平板电脑及笔记本方面的需求量达到45,000 MWh。

       石墨烯厂家已经逐步产业化，发展动力十足。当前国内石墨烯初具规模的厂家主要青岛昊鑫、东莞鸿纳新材料、北京墨烯、德阳烯碳、济宁利特和第六元素，随着国内锂电池下游产能的扩张，以及生产技术的进步，厂家的研发动力十足，发展前景可期。

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