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基于木材的木质素电池,将给新能源车带来什么?

时间:2022-08-03 11:23:23 热议 我要投稿

文/观察未来科技

       电池一直是新能源车的核心技术之一,但是目前的电池还存在着两个比较重要的问题,一方面是单位体积中的储能还不够高,另外一方面则是电池的使用寿命与污染的问题。而瑞典电池制造商Northvolt近日宣布,与芬兰林业公司Stora Enso签订了一项联合开发协议,将使用木质素基硬碳制造电池,这些木质素,均来源于北欧森林的可再生木材。这就意味着,基于木材的木质素电池技术是继乙醇之后的又一项环保型电池技术。

       木材这种材料本身就是可再生资源,而基于这种可再生资源而发展起来的能源就可以理解为可再生能源。而用于生产电池的是木材中的木质素。木质素是一类复杂的有机聚合物,广泛存在于木质化植物的细胞中,它主要位于细胞与细胞之间的空隙,即胞间层,这也是细胞壁浓度最高的部位。而木质素也属于造纸业的副产品,在造纸业中通常被作为废弃材料,95%的木质素被以“黑液”的形式直接排入河流或者浓缩后燃烧掉。

       波兰和瑞典的科学家是最早注意到将植物体内的木质素氧化,将其与一种叫做多吡咯的物质结合,制造出多层聚合物电极。这种电极的电荷密度可以相当或者优于当前锂离子电池的水平,可达70-90mAh/g。随后国际上一些科学家一直在致力于将木质素电池技术商业化,如今可以说是正式取得了商业化的应用。

       而由于木质素是造纸业的副产品,这就使得木质素成本便宜、来源广泛。通过简单温和的化学活化制备的多孔木质素基碳,已成为环境净化、电催化和储能领域的研究热点,尤其是可以作为锂离子电池的负极材料。相比于传统电池原料,木制电池最大的优势就是环保。

       传统的纽扣电池和普通干电池中含有汞,废弃在自然环境中,汞就会慢慢渗入地下水,通过农作物进入人体,损害人的内脏。一颗小小的纽扣电池被废弃在大自然中,可以污染60万升水,相当于一个人一生的用水量。充电电池也含有害重金属镉,在自然界中渗出,经过土地和水流,不仅严重的污染了土地与地表水,最终甚至伤害人体。

      而木制电池由于其原材料来源于木材提取物,不仅使木制电池具有超高的环保性,也可以说是目前最环保的电池储能技术。更是大幅的降低的木制电池的成本,相比较于当前的锂电技术成本大幅下降。

       Northvolt这件电池制造商的背后是由德国的大众集团、西门子等巨头,在2016年创办的一家新能源公司。虽然这家公司的成立时间并不悠久,但由于其所研发的环保型新能源储能技术,已经成为欧洲的一家明星企业。

       今年3月,Northvolt官宣将在德国北部荷尔斯泰因州新建一座超级电池工厂,成为在瑞典以外的第一家工厂,两个月后,Northvolt开始出货,成为第一家向汽车制造商提供动力电池的欧洲企业。这显然是当前储能电池领域的宁德时代、松下以及LG新能源的最强劲对手,在技术层面所带来的颠覆性竞争。