电容石墨烯有望取代超级活性炭成为超级电容器的主流电极材料

目前,成本和规模是限制电容石墨烯市场发展的重要因素。未来,随着石墨烯生产技术和制备工艺的升级,电容石墨烯的生产成本将大大降低。届时,电容石墨烯有望取代超级活性炭成为超级电容器的主流电极材料。

电容石墨烯是一种极具潜力的超级电容电极材料,具有比表面积大、导电性好、微结构丰富、导热性好、孔隙率合适等多种优点。目前,国内外对电容石墨烯的研究热情较高,但由于成本较高,电容石墨烯主要用于双层超级电容器和混合超级电容器。

超级电容器是一种新型的储能电池。近年来,在政策支持、科技进步等因素的推动下,中国超级电容器市场发展势头强劲。2021年,市场规模达到179.0亿元,同比增长15.6%。电极材料是制造超级电容器的关键材料,其成本约占超级电容器总成本的35.0%。

电极材料分为超活性炭、金属氧化物材料、导电聚合物材料、碳纳米管电极材料、碳纤维电极材料等类型,其中超活性炭具有成本优势,是目前的主流电极材料。但超活性炭制备难度大,市场长期以日本可乐丽为主。中国的市场需求严重依赖进口。进口超活性炭价格昂贵,约50万元/吨。与超活性炭材料相比,电容石墨烯具有更好的性能,其丰富的微结构更有利于电解液的渗透和电子传输。

根据新思界产业研究中心发布的《2023-2027年中国电容石墨烯行业市场深入调研及发展前景预测报告》显示,2021年,中国石墨烯产业规模约为258.0亿元,其中超级电容器市场规模约为4.2亿元。目前,成本和规模是限制电容石墨烯市场发展的重要因素。未来,随着石墨烯生产技术和制备工艺的升级,电容石墨烯的生产成本将大大降低。届时,电容石墨烯预计将取代超级活性炭,成为超级电容器的主流电极材料。

国内从事电容石墨烯研究和生产的企事业单位有中国科学院大连化工研究所、深圳材料启新材料等。高压高能密度电容石墨烯是深圳材料启新材料的主要产品。目前,150吨生产线已完成试验,即将进入大规模生产和交付阶段。与进口超活性炭相比,国产电容石墨烯具有更高的性价比和相对稳定的供应。预计未来国产电容石墨烯的市场渗透率将继续上升。

新思界行业分析师表示,电容石墨烯在超级电容器领域具有多种优势和广阔的应用前景,但由于成本高、供应不足,电容石墨烯的应用受到一定程度的限制。在消费升级下,市场对超电容性的性能、功率和容量要求将继续提高,有利于电容石墨烯产业的发展。此外,随着成本的降低,电容石墨烯的应用领域预计将继续扩大。

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