黑科技？以木材為基礎(chǔ)，新型電池更低成本、更環(huán)保

本文作者：殷振華

2022-07-25 19:37

導(dǎo)語：木質(zhì)電池有望在未來取代鋰電池，用于純電動汽車。

上周，瑞典電池制造商N(yùn)orthvolt宣布，它已與芬蘭林業(yè)公司Stora Enso（斯道拉恩索）簽訂了一項(xiàng)聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，他們將使用來自北歐森林可再生木材生產(chǎn)的木質(zhì)素基硬碳制造電池。

（圖源electrek)

這也是全球首個(gè)完全采用歐洲原材料的陽極工業(yè)化電池，旨在以降低碳足跡和制作成本。

Stora Enso以生產(chǎn)紙制品聞名，在全球擁有85家生產(chǎn)工廠，作為一家擁有800年歷史的可再生材料公司，它是全球最大的非公森林資產(chǎn)的擁有者之一，是歐洲最大的林產(chǎn)品公司之一。

基于“樹造世界”的核心理念，Stora Enso致力于自然資源的可持續(xù)發(fā)展。而Northvolt在電池制造方面主要關(guān)注可再生能源和更小的二氧化碳排放量。Northvolt與Stora Enso此次合作可謂是一拍即合、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。

木質(zhì)素是一種來源于植物的聚合物，也是一種天然的強(qiáng)力粘合劑，多存在于樹皮或者木材當(dāng)中，樹木就由20%-30%的木質(zhì)素組成，主要作用是通過形成交織網(wǎng)來硬化細(xì)胞壁。

研發(fā)人員通過對天然的木材經(jīng)過物理化學(xué)處理，可以得到一張含有木質(zhì)素的有機(jī)纖維，這種有機(jī)纖維可以充當(dāng)穩(wěn)定劑的作用，并且無毒、無害、無污染，屬于純綠色環(huán)保產(chǎn)品。

黑科技？以木材為基礎(chǔ)，新型電池更低成本、更環(huán)保

木質(zhì)纖維（圖源：搜狐IT)

木質(zhì)素原本是造紙工業(yè)當(dāng)中的廢棄副產(chǎn)品，迄今為止，有超過95%的木質(zhì)素以“黑液”的形式直接排入江河或濃縮后燒掉，很少得到有效利用。現(xiàn)如今搖身一變，成為制作電池的重要物質(zhì)。

隨著全球鋰資源的迅速減少，以及采礦過程中產(chǎn)生的大量碳排放，市場上也開始尋找更加環(huán)保可持續(xù)的解決方案，旨在研制出更加環(huán)境友好的電池類型。木質(zhì)電池是被提及最多的一種環(huán)保電池類型。

目前新能源汽車裝備的動力電池當(dāng)中，鋰離子是其中最重要的元素。鋰離子電池所需的鋰、鈷、鎳在地殼中的含量僅為 17ppm（百萬分之一），30ppm 和 90 ppm，且大多數(shù)集中在南美洲。與巨大的市場需求相對的是鋰元素供應(yīng)量的減少。

來自波蘭和瑞典的科學(xué)家首先注意到了來自植物體內(nèi)的木質(zhì)素，他們將木質(zhì)素進(jìn)行氧化，之后與一種叫做多吡咯的物質(zhì)結(jié)合，制造出多層聚合物電極。

這種電極制作成本低，但其搭載的電荷密度可以達(dá)到每克70~90毫安，相當(dāng)或略優(yōu)于目前的鋰離子電池的水平。

木質(zhì)電池并不是一個(gè)全新的概念。

在2013年，美國馬里蘭大學(xué)研制出了可充電的環(huán)保木質(zhì)電池，最大的亮點(diǎn)莫過于以木頭作為主要原材料；
去年，倫敦帝國理工學(xué)院的研究人員發(fā)明了一項(xiàng)新技術(shù)，通過從造紙工業(yè)的廢棄副產(chǎn)品木質(zhì)素中制備碳，可以使更可持續(xù)的鈉離子電池取代鋰離子電池。
在日本，日本制紙同日本東北大學(xué)的福原干夫等人成功地利用木質(zhì)原料制作出了新型的“木質(zhì)電池”，日本制紙考慮在未來將這種“木質(zhì)電池”用于純電動汽車。

隨著新能源汽車的普及，純電動汽車市場需求擴(kuò)大，為汽車供能的電池也進(jìn)入到了回收報(bào)廢的高速發(fā)展階段。