Nippon Paper研發CNF材質電池 容量是鋰電池2.5倍、不用稀有金屬

Nippon Paper研發CNF材質電池 容量是鋰電池2.5倍、不用稀有金屬 (圖片:AFP)
Nippon Paper研發CNF材質電池 容量是鋰電池2.5倍、不用稀有金屬 (圖片:AFP)

日本製紙 (Nippon Paper Industries)(3863-JP) 正著手研究高性能電池,特別之處在於使用木質原料,以取代全球性供應短缺的稀有金屬,且容量是目前市場主流鋰電池的大約 2.5 倍,初期目標作為再生能源蓄電池,未來有助高性能電池的穩定生產。

目前電動車使用的鋰電池或是太陽光電使用的蓄電池,都使用鈷、鋰等稀有金屬,以及鉛等。由於稀有金屬的蘊藏地及產地有限、加上需求激增,鈷金屬行情在 2021 年 2 月創下近兩年多來的新高。

各國脫碳的腳步加速,用電動車來逐步取代油車也成為潮流。加上容易受到天候影響的太陽光電及風力發電等再生能源,對電池需求不斷擴大。

根據研調機構富士經濟的預測,光是電動車電池的市場規模,估計到了 2035 年可達到 19.7 兆日圓,是 2019 年的 7.4 倍。電池使用的稀有金屬需求也會隨之激增,如何確保原料調度與價格穩定也成為重要課題。

日本製紙利用木質纖維以奈米單位施以微細化後作成「纖維素奈米纖維」(CNF),並與日本東北大學共同進行開發研究。該大學的研究員發現,CNF 表面奈米單位的凹凸部分可以吸著電子,CNF 層層堆疊後可用來儲存電能,運用 CNF 的電池是全球首創。

該原理與目前部分電動車所使用的蓄電裝置相同,可快速充放電,也因為不需使用電解液,因此耐熱性也提升。加上不需使用稀有金屬,估計製造成本會低於鋰電池。

重量能量密度估計是鋰電池的 2.5 倍左右,目標要達到 500 Wh/Kg。最快有機會在 2025 年使用在太陽光電,目標研發出長寬 1.6m x 1m、厚 1.3mm、重 3.2Kg 的蓄電體,安裝在太陽能面板的背面。

日本製紙與東北大學在共同研發的過程,將申請相關專利,並朝著實用化的目標,與電池廠商們共同研發 CNF 的相關技術。


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