Графен предлагался и использовался для множества функций в системах хранения энергии, от свинцово-кислотных аккумуляторов до суперконденсаторов, но настоящая цель — литий-ионные батареи. Этот рынок стремительно развивается; по прогнозам IDTechEx, к 2033 году объем рынка литий-ионных батарей превысит 430 миллиардов долларов, поэтому даже небольшой процент от этого рынка имеет большое значение. Рынок имеет различные области применения, от электроинструментов до бытовых установок, но, конечно, большая часть будет использоваться в автомобильной промышленности. Роль графена в батареях снова стала многогранной; компании предлагали использовать его в качестве покрытия для токосъемника или в качестве проводящей сети, позволяющей использовать альтернативные решения, такие как литий-серные батареи. Однако преобладающей областью применения является его роль в создании кремниевых анодов или улучшении характеристик электродов литий-ионных батарей текущего поколения.
В феврале 2023 года компания Evonik объявила об инвестициях в китайского производителя графена SuperC. Эти инвестиции поступают из Технологического фонда устойчивого развития, запущенного в 2022 году, общий объем инвестиций которого составляет 150 миллионов евро. В пресс-релизе говорится, что технология SuperC может «улучшить дальность хода, надежность, скорость зарядки и срок службы литий-ионных батарей». Добавляется, что «добавление графена повышает электрическую и тепловую проводимость батарей, что обеспечивает более быструю зарядку и лучшую общую производительность. Кроме того, батареи становятся менее чувствительными к температуре».
Компания SuperC давно является активным сторонником использования графена, и в то время, когда другие первопроходцы отказались от этой идеи, она оказывает существенную поддержку отрасли. Основанная в 2011 году (также известная как Hefei Haizhou New Material Co.) в Дунгуане, Китай, компания всегда фокусировалась на хранении энергии. Она производит тонкослойный графен (FLG) и, как сообщается, создала производственную мощность в 10 000 тонн в год для производства графеновых электродных паст для батарей. В пресс-релизе также отмечается, что компания планирует создать новое производственное предприятие в Хэфэе.
Местоположение также имеет важное значение как для цепочки поставок графена, так и для потребителей. Китайские научно-исследовательские институты и торговые компании преуспели в области графена, занимая значительную долю мировых производственных мощностей и обладая доминирующим количеством зарегистрированных патентов. Ключевым рынком для графена является его использование в качестве теплоотвода в смартфонах, чему способствуют китайские производители, поставляющие продукцию в местную индустрию потребительской электроники. Аналогичным образом, Китай, и Хэфэй в частности, являются крупным центром производства батарей, что обеспечивает SuperC ключевое стратегическое преимущество. Компания Evonik, со своей стороны, становится все более активной в секторе батарей, выпустив несколько новых продуктов.
Это не единственная новость о графеновых батареях. В 2022 году компания VoltaXplore (совместное предприятие NanoXplore и Martinrea с долевым участием 50/50) ввела в эксплуатацию демонстрационный объект, а совсем недавно, в 2023 году, Nanotech Energy объявила о планах строительства гигафабрики в Великобритании стоимостью 1 миллиард фунтов стерлингов. Оба события заслуживают внимания, но объединение крупной химической компании с ведущим производителем графена в ключевом географическом регионе, обладающим проверенными возможностями и связями в секторе литий-ионных батарей, может оказать существенное влияние.
IDTechEx отмечает, что, несмотря на всю шумиху, графен — это лишь одно из решений. Он находится на относительно ранней стадии внедрения, в отличие от своего старшего брата, многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ), который переживает значительный коммерческий рост, например, недавнее объявление о том, что CATL будет использовать диспергированный продукт из углеродных нанотрубок от Toyocolor, и расширение деятельности LG Chem (см. отчет). Существует значительный опыт как в диспергировании, так и в оптимизации заряда и соответствующих свойств в сочетании с другими проводящими добавками. Цена графена, конечно, будет важным фактором, но в отличие от других рынков, на которые ориентирован графен (например, переработанный пластик), добавленная стоимость и соответствующая маржа в сфере хранения энергии более привлекательны. Что касается следующего поколения батарей, существует множество исключительно хорошо финансируемых жизнеспособных решений как для кремниевых анодов, так и, в будущем, для твердотельных батарей. Конкуренция очень высока, учитывая размер призового фонда для победителя.
