Grafeen zou de prestaties van lithium-ionbatterijen enorm kunnen verbeteren, maar er zijn nog steeds uitdagingen

Lithium-ion accu's zijn de meest gebruikte technologie voor elektrochemische energieopslag. Vooral grafeen heeft unieke elektronische, mechanische en chemische eigenschappen die het een veelbelovende kandidaat maken voor het verbeteren van de prestaties van lithium-ion-batterijen. Door deze eigenschappen zou het grafiet, een andere koolstofmodificatie, kunnen vervangen in de anode van lithium-ion-batterijen.

Ondanks aanzienlijke technologische vooruitgang moet de grote doorbraak voor op grafeen gebaseerde accu's echter nog komen. Grafeen heeft het potentieel om de energiedichtheid van accu's enorm te verhogen; studies tonen aan dat toevoeging van grafeen aan silicium-koolstofcomposieten de energiedichtheid met meer dan 30% zou kunnen verbeteren. Het materiaal belooft ook snellere oplaadtijden en superieure snellaadmogelijkheden voor lithium-ion-accu's.

Ondanks de aanhoudende interesse in op grafeen gebaseerde oplossingen binnen de accu-industrie, benadrukt Maximilian Stephan, een van de auteurs, de noodzaak om eerst een stabiele en adequate toeleveringsketen op te zetten. Op dit moment bestaat er nog geen rendabel productieproces voor dergelijke grafeenbatterijen, en grafeen zelf blijft duur. De auteurs van de recensie getiteld "Graphene Roadmap Briefs (No. 4): innovation prospects for Li-ion batteries"van Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research (ISI) geloven dat grafeen nog steeds kans maakt op commercieel succes op de batterijmarkt.

Veel bedrijven en start-ups onderzoeken innovatieve productiemethoden voor grafeen met verschillende benaderingen. Sommige fabrikanten gebruiken bijvoorbeeld grafeen met een hoge zuiverheidsgraad om de hogere prijzen van potentiële high-end batterijen te rechtvaardigen, terwijl anderen betaalbare productiemethoden op industriële schaal voor dit type batterij proberen te ontwikkelen. Deze vooruitgang in materiaalonderzoek en productie zou er ooit voor kunnen zorgen dat grafeen een sleutelcomponent wordt in batterijen.