Рынок графеновых батарей оценивается как USD 196,22 Bn в 2024 году Ожидается, что он достигнет 889,5 млрд долларов к 2031 году. Прогнозируется, что он будет расти со сложным ежегодным темпом роста. (CAGR) 24,1% с 2024 по 2031 год. Рынок графеновых батарей продемонстрирует значительный рост благодаря исключительным свойствам графена, которые позволяют ему значительно улучшить производительность батареи.

Рыночный драйвер - превосходные свойства графена, создающие спрос на высокую производительность Хранение энергии

Выдающиеся свойства графена делают его идеальным материалом для разработки батарей следующего поколения с высокой емкостью хранения и возможностями быстрой зарядки и разрядки. Графен обладает невероятно высокой электрической и теплопроводностью в сочетании с исключительной механической прочностью и гибкостью. Он также находит применение в электромобилях, где расширенный диапазон имеет решающее значение, а решения для быстрой зарядки имеют первостепенное значение.

Робототехника, автоматизация, 3D-печать и другое передовое производство основаны на компактных, но мощных резервных батареях. Графен с его выдающимися свойствами мощности удовлетворяет эту потребность. Аналогичным образом, портативное медицинское оборудование и устройства требуют надежных батарей длительного срока службы, которые графен идеально подходит для доставки. Носимые технологии — еще один пограничный рынок, где легкие источники энергии, такие как графеновые батареи, могут стимулировать будущие инновации.

Это подтолкнет игроков рынка графеновых батарей к поддержке разработки революционных устройств, оснащенных источниками питания следующего поколения. Широкий спрос на высокопроизводительное хранение энергии, вызванный превосходными свойствами графена, будет стимулировать рост рынка графеновых батарей.

Рыночный водитель - электромобили, которые нуждаются в эффективных решениях для батарей

Автомобильная промышленность переживает сдвиг парадигмы в сторону электрификации, когда крупные автопроизводители во всем мире запускают электромобили беспрецедентными темпами. Как аккумуляторные, так и подключаемые гибридные электромобили получают широкое признание. Однако критическим фактором успеха для массового внедрения электромобилей остается развитие более высокой емкости и более быстрых зарядных батарей.

Для того, чтобы электромобили действительно заменили бензиновые модели, аккумуляторы должны обеспечить более длительное расстояние между зарядками и более быстрое заправление. Именно здесь вступает в игру потенциал графена; его экстраординарные свойства позволяют использовать батареи с более высокой плотностью энергии и мощности по сравнению с графитовыми батареями.

Автопроизводители все чаще сотрудничают с разработчиками графеновых батарей для разработки передовых решений. Эти передовые батареи смягчат беспокойство потребителей по дальности и удобству использования. Распространение высокопроизводительных графеновых батарей, несомненно, имеет решающее значение для достижения амбициозных целей электрификации сектора.

Вызов рынка - высокая производительность Стоимость по сравнению с обычными литий-ионными батареями

Одной из ключевых проблем, с которыми в настоящее время сталкивается рынок графеновых батарей, является его значительно более высокие производственные затраты по сравнению с обычными литий-ионными батареями. Производство графена в больших объемах и включение его в аккумуляторные материалы и ячейки является очень сложным процессом, требующим специализированного оборудования и оборудования.

Кроме того, процесс сборки графеновых компонентов в аноды и катоды батарей с необходимыми наноразмерными структурами и дисперсиями также увеличивает расходы.

Все эти факторы делают графеновые батареи гораздо более дорогими для производства в коммерческих масштабах. Для широкого распространения, особенно на массовых потребительских рынках, таких как смартфоны и электромобили, затраты должны значительно снизиться. Это может быть сделано за счет оптимизации производства, экономии от масштаба и технологических достижений, которые обеспечивают более простые и дешевые производственные процессы.

До тех пор, пока затраты не достигнут паритета с литий-ионными, рост рынка графеновых батарей может быть ограничен нишевыми высокопроизводительными приложениями.

Рыночная возможность - расширение рынка электромобилей

Одна из основных возможностей для рынка графеновых батарей заключается в быстро растущей индустрии электромобилей. По мере того, как все больше автопроизводителей вкладывают значительные средства в производство электромобилей для перехода на более экологичные решения для мобильности, растет потребность в более эффективных технологиях аккумуляторов. Графеновые батареи предлагают неоспоримые преимущества для электромобилей, обеспечивая гораздо более быстрое время зарядки, а также более длительный диапазон движения на зарядку по сравнению с литий-ионным. Это связано с тем, что свойства графена обеспечивают более быструю проводимость ионов и более высокую плотность энергии.

В результате графеновые батареи могут питать электромобили следующего поколения и ускорять массовое внедрение электромобилей. Поскольку многие правительства также объявляют о планах поэтапного отказа от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания в ближайшие годы, рынок электромобилей, по прогнозам, будет испытывать экспоненциальный рост во всем мире.

Таким образом, растущий спрос на рынке электромобилей предоставляет огромные возможности для графеновых батарей играть ключевую роль, если затраты могут быть уменьшены.

R&D инвестиции в технологии графенаИгроки, такие как Samsung, Sony, Quantum Scape инвестировала значительные средства в исследования и разработки для разработки передовых графеновых материалов и конструкций аккумуляторных батарей, которые могут использовать высокую проводимость и плотность графена.

Партнерство с производителями графенаПроизводители батарей, такие как QuantumScape, сотрудничают со специализированными производителями графена, чтобы обеспечить стабильные поставки высококачественного масштабируемого графена. Партнерство QuantumScape с Haydale позволяет ей получать специально разработанные графеновые материалы, необходимые для разрабатываемой технологии твердотельных батарей. Такие стратегические партнерства снижают риски для участников рынка графеновых батарей.

Приобретение Graphene StartupsВ 2015 году Samsung приобрела американский стартап графеновых батарей Anthropic для ускорения своей собственной программы исследований и разработок графеновых батарей и коммерциализации. Это стратегическое приобретение дало Samsung доступ к IP, талантам и знаниям Anthropic на быстро развивающемся рынке графеновых батарей.

Пилотные проекты с автопроизводителями: В 2021 году Daimler сотрудничал с SVOLT для тестирования графеновых литий-ионных батарей в электрических седанах EQS китайского производства. Основываясь на первоначальном успехе, SVOLT увеличит производство графеновых батарей. Такие экспериментальные коллаборации помогают производителям батарей получать ценную обратную связь и контрольные точки перед массовым производством.

По типу: превосходная плотность энергии стимулирует спрос на литий-ионные графеновые батареи

Сегмент литий-ионных графеновых батарей вносит 60,1% на рынок графеновых батарей в 2024 году. Это связано с его непревзойденной плотностью энергии. Ультратонкая, плотно упакованная структура гексагональной углеродной решетки графена позволяет ему хранить ионы лития более плотно, чем обычные графитовые аноды. При включении в аноды литий-ионных батарей графен увеличивает емкость хранения без увеличения объема анода. Это увеличивает общую плотность энергии батареи на 15-20% по сравнению с обычными литий-ионными батареями.

Более высокая плотность энергии на единицу объема имеет решающее значение для приложений, где пространство ограничено, таких как бытовая электроника и электромобили. Высокая проводимость графена дополнительно улучшает производительность батареи в течение нескольких циклов заряда-разряда. Этот превосходный срок службы уменьшает общие затраты на замену батареи. По этим веским причинам литий-ионные графеновые батареи будут продолжать доминировать на рынке графеновых батарей.

Insights, By End Use: Graphene повышает производительность и безопасность аккумуляторов

Автомобильный сегмент занимает 45,2% рынка графеновых батарей в 2024 году. Это связано со способностью графена решать многие проблемы, с которыми обычно сталкиваются аккумуляторы электромобилей. В электромобилях батареи должны выдерживать огромные эксплуатационные нагрузки, включая сотни циклов зарядки и широкие температурные диапазоны. Графен превосходит стабилизирующие аноды батареи против таких напряжений благодаря своей прочной структуре.

Примечательно, что толщина одного атома графена позволяет ему вести себя как искусственный «твердотельный электролит» в литий-ионных батареях. Он облегчает быстрый литий-ионный транспорт, а также выступает в качестве эффективного барьера для предотвращения образования дендритов. Для автопроизводителей и клиентов полное устранение риска возгорания аккумуляторов укрепляет доверие к электромобилям, что повысит спрос на рынке. Учитывая эти ключевые преимущества, графеновые батареи имеют первостепенное значение для продвижения технологии аккумуляторов EV.

• Графергия Проект (ноябрь 2023 года) направлен на инновации в технологиях сбора энергии с использованием графена в текстиле.
• Запуск iPowe Batteries Pvt Ltd свинцово-кислотных аккумуляторов на основе графена в Индии отвечает растущему спросу на передовые решения для хранения.
• Азиатско-Тихоокеанский регион доминировал на рынке графеновых батарей в 2023 году, на него приходится наибольшая доля из-за быстрой индустриализации, технологических достижений и ключевых игроков рынка, таких как Китай, Япония и Южная Корея.
• Ожидается, что в период с 2024 по 2033 год Европа будет расти самыми быстрыми темпами, во главе с такими странами, как Германия, Великобритания и Франция.

Основными игроками на рынке графеновых батарей являются Targray Group, XG Sciences, Inc., Vorbeck Materials Corp., Cambridge Nanosystems Ltd., G6 Materials Corp., Graphenano S.L., Graphene NanoChem plc и Graphenea S.A.