Grafen kan kraftigt öka litiumjonbatteriernas prestanda, men det finns fortfarande utmaningar

Litiumjonbatterier är den mest använda tekniken för elektrokemisk energilagring. I synnerhet grafen har unika elektroniska, mekaniska och kemiska egenskaper som gör det till en lovande kandidat för att förbättra litiumjonbatteriernas prestanda. Dessa egenskaper skulle kunna göra det möjligt att ersätta grafit, en annan kolmodifiering, i anoden i litiumjonbatterier.

Men trots betydande tekniska framsteg har det stora genombrottet ännu inte kommit för grafenbaserade batterier. Grafen har potential att kraftigt öka batteriernas energitäthet; studier visar att om grafen läggs till kisel-kolkompositer kan energitätheten förbättras med mer än 30%. Materialet ger också löfte om snabbare laddningstider och överlägsna snabbladdningsmöjligheter för litiumjonbatterier.

Trots det stora intresset för grafenbaserade lösningar inom batteriindustrin betonar Maximilian Stephan, en av författarna, behovet av att först etablera en stabil och adekvat leveranskedja. För närvarande finns det ingen kostnadseffektiv tillverkningsprocess för sådana grafenbatterier, och grafen i sig är fortfarande dyrt. Trots detta anser författarna till översikten "Graphene Roadmap Briefs (No. 4): innovation prospects for Li-ion batteries" från Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research (ISI) tror att grafen fortfarande har en chans att nå kommersiell framgång på batterimarknaden.

Många företag och start-ups utforskar innovativa produktionsmetoder för grafen med hjälp av olika tillvägagångssätt. Vissa tillverkare använder t.ex. grafen med hög renhet för att motivera de högre priserna på potentiella avancerade batterier, medan andra försöker utveckla prisvärda produktionsmetoder i industriell skala för denna typ av batterier. Dessa framsteg inom materialforskning och tillverkning kan en dag göra grafen till en nyckelkomponent i batterier.