Il grafene è stato proposto e utilizzato per numerose funzioni nelle applicazioni di accumulo di energia, dalle batterie al piombo ai supercondensatori, ma il vero obiettivo sono le batterie agli ioni di litio. Questo mercato è in forte espansione; IDTechEx prevede che il mercato delle batterie agli ioni di litio supererà i 430 miliardi di dollari entro il 2033, quindi anche una piccola fetta di questa torta è significativa. Il mercato ha diverse applicazioni, dagli elettroutensili agli impianti residenziali, ma, naturalmente, la maggior parte sarà utilizzata nel settore automobilistico. Il ruolo del grafene all'interno della batteria è diventato ancora una volta diversificato; le aziende hanno proposto di utilizzarlo come rivestimento per un collettore di corrente o come rete conduttiva che consente soluzioni alternative come il litio-zolfo. Tuttavia, l'ambito predominante è il ruolo che può svolgere nel consentire anodi di silicio o nel migliorare le prestazioni degli elettrodi agli ioni di litio di attuale generazione.
Nel febbraio 2023, Evonik ha annunciato un investimento in SuperC, azienda cinese produttrice di grafene. Questo investimento proviene dal suo Fondo Tecnologico per la Sostenibilità, lanciato nel 2022, con un volume di investimenti totale di 150 milioni di euro. Il comunicato stampa afferma che la tecnologia di SuperC può "migliorare l'autonomia, la robustezza, la velocità di ricarica e la durata delle batterie agli ioni di litio". Aggiunge inoltre che "l'aggiunta di grafene aumenta la conduttività elettrica e termica delle batterie, consentendo una ricarica più rapida e prestazioni complessive migliori. Inoltre, le batterie risultano meno sensibili alla temperatura".
SuperC è da tempo una convinta sostenitrice del grafene e, in un momento in cui altri pionieri si sono ritirati, la sua presenza rappresenta un gradito impulso per il settore. Fondata nel 2011 (nota anche come Hefei Haizhou New Material Co.) a Dongguan, in Cina, l'azienda si è sempre concentrata sull'accumulo di energia. Produce grafene a strato sottile (FLG) e, secondo quanto riportato, ha raggiunto una capacità produttiva di 10.000 tonnellate all'anno per paste di elettrodi di grafene per batterie. Il comunicato stampa sottolinea inoltre che l'azienda costruirà un nuovo impianto di produzione a Hefei.
Anche la posizione geografica è importante, sia per la catena di approvvigionamento del grafene che per i clienti. Gli istituti di ricerca e le società commerciali cinesi si sono distinti nel campo del grafene, detenendo una quota significativa della capacità produttiva globale e un numero dominante di brevetti registrati. Un mercato chiave per il grafene è quello dei dissipatori di calore negli smartphone, trainato dai produttori cinesi che riforniscono l'industria locale dell'elettronica di consumo. Allo stesso modo, la Cina, e in particolare Hefei, è un importante polo di produzione di batterie, il che rappresenta un vantaggio strategico fondamentale per SuperC. Evonik, dal canto suo, è diventata sempre più attiva nel settore delle batterie, con diversi lanci di prodotto.
Questa non è l'unica notizia riguardante le batterie al grafene. Nel 2022, VoltaXplore (una joint venture paritetica tra NanoXplore e Martinrea) ha inaugurato un impianto dimostrativo e, più recentemente, nel 2023 Nanotech Energy ha annunciato i piani per una gigafactory da 1 miliardo di sterline nel Regno Unito. Entrambi gli eventi sono degni di nota, ma la combinazione di una grande azienda chimica con un produttore leader di grafene, in una posizione geografica strategica e con comprovate capacità e relazioni nel settore delle batterie agli ioni di litio, potrebbe avere un impatto significativo.
IDTechEx sottolinea che, nonostante tutto il clamore, il grafene è solo una delle soluzioni. Si trova in una fase di adozione relativamente iniziale, a differenza del suo predecessore, il MWCNT, che sta vivendo una significativa espansione commerciale, come il recente annuncio che CATL utilizzerà il prodotto a base di nanotubi di carbonio dispersi di Toyocolor e le espansioni di LG Chem (vedi report). Esiste un know-how considerevole sia nella dispersione che nell'ottimizzazione della carica e delle relative proprietà in combinazione con altri additivi conduttivi. Il prezzo del grafene sarà, ovviamente, un fattore determinante, ma a differenza di altri mercati a cui il grafene si rivolge (ad esempio, la plastica riciclata), il valore aggiunto e i relativi margini nel settore dell'accumulo di energia sono più interessanti. Per quanto riguarda la prossima generazione di batterie, esistono molte soluzioni valide e ben finanziate sia per gli anodi di silicio sia, in futuro, per le batterie a stato solido. La concorrenza è agguerrita, vista l'entità del premio per il vincitore.
