據瞭解,到2020年,新能源石墨烯產業化規模將取得新突破。全球石墨烯市場規模將超1000億元,其中中國占比50%~80%,中國將在全球石墨烯產業中起到主導和核心作用。其中,2020年鋰電池和超級電容器市場規模將突破534億元。
石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm/(V•s),這一數值超過了矽材料的10倍,是目前已知載流子遷移率最高的物質銻化銦(InSb)的兩倍以上。另外,石墨烯中的載流子遵循一種特殊的量子隧道效應,在碰到雜質時不會產生背散射,這是石墨烯局域超強導電性以及很高的載流子遷移率的原因。石墨烯具有高導電性、高韌度、高強度、超大比表面積等特點,其被廣泛運用在半導體產業、光伏產業、鋰電池、航太、軍工、新一代顯示器等新興領域。
目前全球已有超過200個機構和1000多名研究人員從事石墨烯研發。其中實驗結果顯示,以石墨烯為基礎的新型耐高溫技術可將鋰電池上限使用溫度提高10℃,使用壽命是普通鋰離子電池的2倍。
石墨烯能使充電容量增加45%,12分鐘就可以為手機充滿電,迴圈壽命更高達3500次左右,石墨烯鋰離子電池還可在-30~80℃環境下工作。相比其他鋰電池,石墨烯鋰電池安全性大大提高,不僅僅散熱性更好,同時還不會因為溫度升高而出現發熱、發燙、起火以及爆炸等問題。
僅1cm厚的石墨烯鋰電池能在5分鐘內給智能手機快速充滿電。未來,石墨烯應用市場發展潛力巨大,將助推鋰電市場。