電池技術(shù)是電動汽車大力推廣和發(fā)展的最大門檻，而電池產(chǎn)業(yè)正處于鉛酸電池和傳統(tǒng)鋰電池發(fā)展均遇瓶頸的階段，石墨烯儲能設(shè)備的研制成功后，若能批量生產(chǎn)，則將為電池產(chǎn)業(yè)乃至電動車產(chǎn)業(yè)帶來新的變革。
一、什么是鉛酸電池
電池主要由管式正極板、負(fù)極板、電解液、隔板、電池槽、電池蓋、極柱、注液蓋等組成。排氣式蓄電池的電極是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成，電解液是硫酸的水溶液。主要優(yōu)點(diǎn)是電壓穩(wěn)定、價格便宜;缺點(diǎn)是比能低(即每公斤蓄電池存儲的電能)、使用壽命短和日常維護(hù)頻繁。老式普通蓄電池一般壽命在2年左右，而且需定期檢查電解液的高度并添加蒸餾水。不過隨著科技的發(fā)展，鉛酸蓄電池的壽命變得更長而且維護(hù)也更簡單了。
鉛酸電池構(gòu)成
鉛酸蓄電池由于其安全穩(wěn)定、性價比高等優(yōu)點(diǎn)，在電池領(lǐng)域占據(jù)較高的市場份額，并被廣泛應(yīng)用于汽車啟動、通信領(lǐng)域、動力電池與儲能電池等領(lǐng)域。有分析認(rèn)為，鉛酸蓄電池將在行業(yè)不斷升級和下游需求擴(kuò)大雙重驅(qū)動下，保持一定增長幅度，未來10年內(nèi)鉛酸蓄電池仍將是電池市場的主流。
但是，鉛酸蓄電池行業(yè)是典型的高耗能、高污染行業(yè)，生產(chǎn)過程中，電能消耗很高，也會帶來鉛塵、鉛煙、酸性含鉛廢水、酸霧、廢渣等排放。
目前國內(nèi)鉛酸蓄電池企業(yè)共2000余家，其中產(chǎn)值超過20億元的企業(yè)約10家左右，超過1億元的企業(yè)約260家，整個行業(yè)的集中度非常分散，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國、日本等國家。
二、石墨烯-鉛酸電池行業(yè)的應(yīng)用
石墨烯為近年來發(fā)現(xiàn)的新型材料，雖然其優(yōu)異的性能引起了各領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，但是其應(yīng)用尚處于研究階段。石墨烯在鉛酸蓄電池領(lǐng)域的應(yīng)用屬于初始階段，但是其對鉛酸電池性能的影響已經(jīng)不可忽視。
近年來對炭材料加入鉛酸電池負(fù)極對鉛酸電池性能的影響研究發(fā)現(xiàn)，炭材料的加入能夠提高電池負(fù)極的導(dǎo)電性，限制硫酸鉛晶體顆粒的生長，有利于易溶解小顆粒硫酸鉛的形成，在高倍率放電狀態(tài)下，促進(jìn)硫酸溶液更容易且更深地滲透入負(fù)極活性物質(zhì)中，從而提高鉛酸電池在高倍率部分荷電態(tài)(HRPSoC)的循環(huán)壽命。炭材料的導(dǎo)電性取決于石墨化程度，石墨烯對鉛酸電池性能影響的研究也在漸漸興起。
三、石墨烯-鉛酸電池市場分析
鉛蓄電池技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了100多年，由于生產(chǎn)鉛酸電池生產(chǎn)會產(chǎn)生大量對環(huán)境有害的物質(zhì)，因此近幾年國家也對這塊進(jìn)行了嚴(yán)厲的整治，出臺了《關(guān)于促進(jìn)鉛酸蓄電池和再生鉛產(chǎn)業(yè)規(guī)范發(fā)展的意見》等一系列文件。因此，該行業(yè)不斷淘汰落后產(chǎn)能，行業(yè)競爭者由上千家整合至目前200家(大量為超威和天能的子公司)，市場龍頭的份額不斷加大。超威動力作為行業(yè)龍頭，在市場整合的環(huán)境下市場占有率從11年24.5%提升至14年42.9%。而另外一家強(qiáng)勁的競爭對手天能動力市場份額也漲至30.9%。當(dāng)前兩家的市場份額已經(jīng)提升至80%以上(部分產(chǎn)品達(dá)到90%以上的市場份額)，已經(jīng)擁有了絕對的定價權(quán)。但是鉛酸電池市場早已深陷競爭“紅�！�，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重,各廠商間大打價格戰(zhàn)。
而添加石墨烯的黑金電池向市場提供差異化產(chǎn)品，將現(xiàn)有的鉛酸電池市場區(qū)分為高能電池市場和普通電池市場，提升電池能量密度的同時成本保持穩(wěn)定，有利于注重研發(fā)的大企業(yè)(如超威動力)把握更多的市場份額、增厚盈利水平。石墨烯材料的出現(xiàn)，讓鉛蓄電池又煥發(fā)出新的生機(jī)。
由于鉛酸電池市場體量巨大，石墨烯在該領(lǐng)域的前景十分廣闊，以超威集團(tuán)為例，2016年其發(fā)布的黑金電池銷售了10億多元，石墨烯與鉛酸電池的結(jié)合既為鉛蓄電池帶來了新活力，同時也帶動了石墨烯產(chǎn)業(yè)自身的快速發(fā)展，石墨烯在推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級方面的作用正逐漸顯現(xiàn)。CGIA Research預(yù)測到2020年石墨烯-鉛酸電池的市場規(guī)模將超過200億元。
（本文轉(zhuǎn)自粉體網(wǎng)）
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