近日，中國科學院寧波材料技術與工程研究所和浙江省石墨烯制造業創新中心聯合中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟等發布了《2021石墨烯儲能領域應用專利分析報告》。

報告顯示，自2003年至今，全球在石墨烯儲能領域應用相關專利共計6415件。受2010年石墨烯發現者獲得諾貝爾獎的鼓舞和帶動，此后全球范圍內掀起了石墨烯研究的熱潮，大量的研究團隊涌進石墨烯儲能領域，石墨烯在儲能領域應用的相關專利申請進入快車道，2018年相關專利申請量為1136件，達到歷年最高點。

其中，我國是全球在石墨烯儲能領域應用研究最為活躍的國家，我國申請人在石墨烯儲能應用領域專利申請量最多，占比達82.3%。然而，我國在石墨烯儲能應用領域的專利申請主要以高校和科研單位為主。因此，從側面可以看出，目前石墨烯大規模應用于儲能領域仍然未到時機。

專利申請數量排名第二、第三的為美國、韓國，占比分別為7.3%和4.9%。日本、中國、德國、印度也申請了一定數量的相關專利。

報告還分析稱，在技術層面上，鋰離子電池和超級電容器是石墨烯應用最為廣泛的儲能體系。其中石墨烯與硅基材料、金屬氧化物復合是鋰離子電池負極材料領域研究最為集中的技術分支，側面說明其技術優勢和工業大規模應用的可行性；石墨烯及其衍生物、石墨烯復合其他碳基材料、石墨烯復合金屬氧化物作為超級電容器電極材料的相關研究也較為密集，未來或可成為石墨烯在超級電容器領域產業化應用的重要方向；另外，石墨烯作為鋰離子電池導電添加劑相關研究也相對較多。

在實際產業化進展來看，前述將石墨烯應用于電極材料技術均處于研究或小批量量產階段，石墨烯導電添加劑則是在儲能領域目前最為成熟的產品之一。

具體來看，石墨烯在鋰離子電池領域應用共有專利申請3694件。從2012年開始，相關專利申請量快速增長；2018年當年專利申請達到峰值，申請量達到688件；2019年之后，申請量增長放緩。可見，將石墨烯應用于鋰離子電池在近些年備受關注。

報告顯示，石墨烯在鋰離子電池領域應用專利申請人中，中國是主要專利技術來源國，申請總量達3073件，占比83.2%，其次為美國、韓國、日本，分別占比6.4%、4.1%、4.1%。縱觀整個鋰離子電池材料領域，日本、韓國兩國占有技術優勢并擁有可觀的專利儲量。然而在石墨烯應用于鋰離子電池這一技術路線中，日韓兩國則顯得較為謹慎，在該領域的專利申請量遠低于中國。

報告還提到，從專利申請人來看，石墨烯鋰離子電池相關專利擁有量較多的企業按照主營業務可以分為兩類，一類企業鋰離子電池并非其主營業務，這類企業重視知識產權布局和運營，試圖通過石墨烯這種新興材料在鋰電池領域應用，在該領域取得技術突破，建立專利壁壘。這類企業有由張博增、扎木·阿茹娜共同創辦的美國納米技術儀器公司及全球石墨烯公司、成都新柯力化工科技有限公司、株式會社半導體能源研究所和東麗集團等。

第二類是以鋰離子電池為主營業務，申請人有合肥國軒高科動力能源有限公司、株式會社LG化學、三星集團。值得注意的是，在鋰電池材料領域專利申請數量一向靠前的申請人，如豐田、松下、索尼、三菱、博世等企業并未出現在上述分析的重要專利申請人中。可見，對于將石墨烯應用于鋰離子電池這項技術，各大鋰離子電池企業態度各異，部分企業試圖通過石墨烯的應用實現新的技術突破，而部分企業則對此項技術持觀望態度。

為推動我國在石墨烯儲能領域應用的專利技術優勢轉化為市場優勢，報告建議，還可以從以下兩點作進一步完善和提升：

一是政府部門應多舉措強化公眾知識產權意識。教育主管部門應增加知識產權課程在高等教育尤其是研究生教育課程中的比重，優化課程結構，提高未來研發人員的知識產權認知水平；地方政府部門應大力加強知識產權宣傳力度、拓寬宣傳渠道，通過組織培訓、講座、大型論壇等形式，加強研發主體單位最高管理者在知識產權管理方面的主體意識，增加知識產權管理人員專業水平。在宣傳方向上，要注意糾正公眾對知識產權的重保護輕運用、重數量輕質量等錯誤觀念。另外，鑒于政府的政策導向對專利發展走向起著舉足輕重的作用，建議政府部門在引導和培育高價值專利產出時，制定更為科學合理的評估指標。

二是研發主體應將專利戰略與研發、市場緊密結合。在技術研發全過程中，通過對相關專利技術信息的跟蹤和解讀，了解行業的發展動態和熱點技術，制定和調整技術開發策略，合理進行專利規避。重視專利申請和布局，“產品未動，專利先行”，在石墨烯應用于儲能領域這一新的技術賽道上，研發主體應圍繞核心產品構建自身的專利技術壁壘，為后續激烈的市場競爭奠定基礎。積極強化海外專利布局，通過有效而全面的專利布局為自身產品進入海外市場保駕護航。

石墨烯電池商業化規模

由于石墨烯基固態柔性鋰電池當前處于實驗室階段，尚未實現商業化規模量產，市場暫未大范圍應用。

因為石墨烯基固態柔性鋰電池和傳統業態鋰電池存在替換關系，根據動力電池和消費鋰電池市場規模估算石墨烯基固態柔性鋰電池潛在的市場規模。

分別假設石墨烯基固態柔性鋰電池2025年在動力電池市場滲透率為3%、5%、7%、10%的情景；消費電池市場相對門檻較低，預計滲透率分別為6%、8%、10%、15%，測算出2025年石墨烯基固態柔性鋰電池市場規模最高可達302.5億元，2020-2025E年復合增長率高達85.5%。

從固態電池到石墨烯基鋰電池，利用石墨烯材料離子電導率和電子遷移率較高的特性解決固態電池發展的技術難點，構建以石墨烯為框架的固態柔性快充鋰電池，將給鋰電池市場打開新局面

固態鋰電池將是鋰電池實現能量密度突破的發展必經之路。利用石墨烯材料離子電導率和電子遷移率較高的特性，構建以石墨烯為框架的全固態鋰電池固態電解質，將實現界面難題的突破。

利用石墨烯薄膜代替傳統電池金屬作為高導電集流體，制備可快速充放電的固態柔性鋰離子電池，具備柔性、安全、快充、高能量密度等競爭優勢。同時，石墨烯作為集流體可促進電子傳輸和提高彎折時電極材料的穩定性，即便是反復地彎曲、折疊和拉伸也無損，對于智能穿戴產品、柔性手機產品來說是不可替代的零部件。此外，固態電解質具備耐高溫安全性能，因而具備剛性市場需求。

石墨烯通過阻止金屬氧化物納米粒子的團聚，且具有很強的相容性從而很好地彌補金屬氧化的不足。石墨烯基金屬氧化物復合使得兩者的優勢性能產生協同效應，復合物充分利用了活性組分的優勢，進而提高材料的電化學性能和穩定性。因此，鋰離子電池具備高電量、高能量密度和穩定的循環性等優勢，電池的商業化潛力強勁。

隨著可穿戴設備、柔性手機等新型電子產品興起，消費鋰電池下游應用范圍越來越廣，石墨烯基固態柔性電池賦能新應用，新興應用市場持續活躍，新興消費級電池市場有望迎來發展紅利。

兩輪電動車鋰電池率先實現石墨烯商用

在2014年時，雅迪在國內電動車的領先地位可能還沒有如今這般龍頭地位明顯，但是秉承“技術導向”的雅迪，就已經意識到了電動車電池的重要性。

當時行業普遍選擇都是鉛酸電池，與鋰電池相比就是，最大的優點就是成本具有競爭優勢，并且安全性更好。不過，冬季續航縮水嚴重，也是普通鉛酸電池代表性的弱點。

而雅迪集團，機緣巧合之下，了解到了石墨烯電池概念，應用于大容量儲能裝置，便萌生了將其與鉛酸電池結合起來的想法。

選擇了這一技術路線之后，雅迪便投入到了石墨烯電池的研究當中，通過無數次在實驗室中的實驗，雅迪也終于拿出了初代石墨烯電池解決方案。

從2014年開始進行石墨烯電池研發以來，雅迪如今已經在石墨烯電池領域深耕了7年。這7年間也是不斷開花結果，助力雅迪電動車登上國內電動二輪車行業龍頭的水平。

此次發布的第三代石墨烯電池，在夏冬極端季節充放電方面性能優異，冬季續航不衰減，夏季高溫不會充不滿。而且充放電性能穩定可靠。這是因為第三代雅迪石墨烯電池升級石墨烯材料，采用高活性電解質，帶來了更強的動力性能表現。

為了直觀展示三代石墨烯電池的低溫性能，雅迪又在一次挑戰極限，將電池在冰庫中冷凍超72小時，電池被完全冰凍。

為何要在冰庫中冷凍，而不是直接在低溫環境下騎行。原因很容易理解，為了在這里為大家展示。至于實車測試，雅迪的第三代石墨烯電池，首搭車型冠能二代E8，也在國內最北的地方漠河，進行過數月的冬季測試，結果與在此展示的數據一致。雅迪三代石墨烯電池，最低溫度-20℃仍能夠正常放電，并且保持相對滿電的電池狀態。

天能新近發布的T9-MAX極電石墨烯電池，重新定義高端電動兩輪車用鉛蓄電池，率先引領行業向科技為導向的高端化前行。

T9-MAX極電石墨烯電池的發布徹底填補了行業缺乏科技型動力鉛電的空白，推動行業向更高端邁進。

在科技含量上，T9-MAX極電石墨烯電池率先啟用車規級鉛電技術——第一代PowerDurable耐用核心技術系統，通過能量緩釋技術、納米碳纖制備技術、五連智造技術，為產品在續航、使用壽命、耐低溫性能等方面的突破提供充足、可靠的技術支撐。

在性能卓越程度上，T9-MAX極電石墨烯電池在70%DOD狀態下充放電能達到1300次以上，遠超普通石墨烯電池；1C充電下一小時可充85%以上電量，同樣蓋過了普通石墨烯電池。