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石墨烯材料助力 鋰離子電池性能更上一層樓
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 鋰(li)離子電池(chi)(chi)具有(you)高(gao)能量(liang)密(mi)度、無記憶效應(ying)等優點,自問世(shi)以(yi)來,即迅速取代鎳(nie)(nie)鎘及鎳(nie)(nie)氫等傳統二次電池(chi)(chi)的地位。不(bu)過,目前鋰(li)電池(chi)(chi)技術已(yi)遇上(shang)瓶頸(jing),必須在正(zheng)極材(cai)料上(shang)取得突破,功率密(mi)度才有(you)機會顯(xian)著提(ti)升(sheng)。石墨烯材(cai)料正(zheng)是讓鋰(li)電池(chi)(chi)性能更上(shang)一(yi)層樓的關鍵所(suo)在。

  鋰(li)離(li)子電(dian)池(chi)(chi)具有高能(neng)量密度、無記憶效應(ying)等優點(dian),自(zi)問世(shi)以(yi)來(lai)(lai),即迅速(su)取(qu)代鎳(nie)(nie)鎘(ge)及鎳(nie)(nie)氫等傳統二次(ci)電(dian)池(chi)(chi)的(de)地(di)位。自(zi)1991年日本索尼(Sony)率(lv)先將(jiang)其(qi)商品化后,市場占有率(lv)持續增加,僅僅數(shu)十年,全(quan)球產值就超過鎳(nie)(nie)鎘(ge)和鎳(nie)(nie)氫電(dian)池(chi)(chi)的(de)總和。隨著對現有材料和電(dian)池(chi)(chi)設計技術的(de)改(gai)進以(yi)及新材料的(de)出現,鋰(li)離(li)子電(dian)池(chi)(chi)應(ying)用領域一直不斷地(di)被拓展,尤(you)其(qi)是近年來(lai)(lai)3C電(dian)子產品不斷追求輕、薄、短、小,鋰(li)離(li)子電(dian)池(chi)(chi)已成(cheng)為最佳的(de)選擇。

  如(ru)今全球(qiu)鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)應(ying)用市場需(xu)求規模有(you)(you)二成以上穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)成長,如(ru)圖(tu)1所示,除了(le)既有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)智慧型手機和平板電(dian)(dian)(dian)腦市場外,鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用已(yi)深化在(zai)(zai)行(xing)動(dong)(dong)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)、不(bu)斷電(dian)(dian)(dian)系統與電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)汽(qi)機車(che)等的(de)(de)(de)(de)應(ying)用上。在(zai)(zai)資(zi)源(yuan)逐(zhu)漸耗竭及環保意識高(gao)漲(zhang)的(de)(de)(de)(de)年(nian)代(dai),替代(dai)性能源(yuan)日益受到重視,環保節能的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)車(che)更將是未來汽(qi)車(che)進化的(de)(de)(de)(de)新趨勢(shi)與共識,而(er)各國也(ye)積極投(tou)入資(zi)源(yuan)進行(xing)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)車(che)最(zui)關鍵(jian)零組件,動(dong)(dong)力(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)開發。全球(qiu)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)車(che)龍頭特斯拉(la)(Tesla)已(yi)經宣布與日本Panasonic進行(xing)合作,共同在(zai)(zai)新建電(dian)(dian)(dian)池(chi)芯生產(chan)廠(chang)。到2020年(nian),這家超級電(dian)(dian)(dian)池(chi)工廠(chang)(Gigafactory)每年(nian)生產(chan)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)可供(gong)50萬輛(liang)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)汽(qi)車(che)使用,超過2013年(nian)全球(qiu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)工廠(chang)的(de)(de)(de)(de)產(chan)能總和。

圖1 全球鋰電池不同應用市場容量需求分布 單位:百萬瓦時MWh
圖1 全球鋰電池不同應用市場容量需求分布 單位:百萬瓦時MWh

 

如圖2所示,根據IEK所做電動車用鋰電池預估,整體電動車用鋰電池市場將自2011年起有明顯的成長,至2018年為止,各種應用鋰離子電池為動力來源的電動車將有爆發性成長。
圖2 全球車用動力電池市場規模 單位:百萬瓦時MWh
圖2 全球車用動力電池市場規模 單位:百萬瓦時MWh

  因(yin)此(ci),不論鋰離子電池(chi)的用途(tu)為何,隨著需求與(yu)規格不斷的提高,國(guo)際大(da)廠莫不積極尋找提高性能的解(jie)決方案(an),而這樣殷切地期盼也給(gei)石墨烯(Graphene)進入鋰離子電池(chi)應用帶來最佳契機。

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