纸糊电池来了！科学家废纸造电池，质量轻一半，可承受5倍压力 _汽车科技

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这项发明正商业化落地
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作者｜曹婷婷
编辑｜在洲
随手一丢的废纸，也能为新能源汽车做出贡献了。
最近新加坡南洋理工大学（NTU）的科学家们研发出一项新技术，可将废弃的一次性包装盒、袋子和纸板箱等废纸用来做电池，并且性能还不错。
研究成果发表在了科学期刊《增材制造》上，他们通过将纸转化为纯碳的碳化工艺，将纸中的纤维转化为电极。这些电极可用于可充电电池，为手机、医疗设备和电动汽车供电。

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而且这种电极，可以承受普通电极5倍大的压力，这种性能对于新能源汽车来说简直是福音。
关键的是，用废纸做的电池，要比传统电池更环保，成本也更低。
目前该研究团队已向南洋理工大学创新和企业公司NTUitive申请了专利，他们计划将这个全新的发明实现商业化落地。
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重量更轻的纸造电池
在此之前，我们报道过科学家用木头和蟹壳制造电池，和这些生物电池不同，此次用废纸制作电池，主要是提取废纸中的碳纤维当作电池的阳极。
实验中的纸——来源于一次性包装纸和纸板箱——通过特殊的反应将其转化为纯碳，从而将纸张的纤维转化为锂离子电池的关键部件——电极。
研究人员先是将纸碳化（纸糊无疑），把几张牛皮纸暴露在高温下，并用激光切割，使其形成不同的几何形状。

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然后在没有氧气的炉中将纸加热到1200°C，使其转化为碳，这个过程主要是将其还原为可用于生物燃料的纯碳、水蒸气和油。

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因为这个碳化过程是在没有氧气的情况下发生的，所以产生的二氧化碳少到可以忽略不计。从废纸回收的角度来看，比直接燃烧环保的多，可以无污染吸收掉这些废纸垃圾。
他们经过测试表明，废纸燃烧后的碳块，在储存电量方面比现有的化石燃料石墨制成的碳储存电量更多，结构强度也是现有碳阳极的4倍。
目前阳极占锂离子电池总成本的10%至15%，将这种纸化碳变成电池的阳极，可以明显减少电池总成本。
而且这种碳阳极，更具耐用性、柔韧性和电化学性能。实验表明，这种阳极可以充放电达到1200次，这至少是手机电池中阳极耐用性的两倍。这种电池还可以承受比同类电池更多的物理压力，吸收破碎的能量高达5倍。
目前的锂电技术对内部碳电极的依赖性很强，这些在电极在受到物理冲击时更容易导致电池的损坏，电池寿命也由此变短，因此该研究团队的电池所具备的性能更加具有持久性。

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而储存电能的电池本来应该是化石燃料的工作，有了这项技术，就可以减少对化石燃料的需求，同时降低总成本。在制造过程中还使用了更少的能源密集型工艺和重金属。
现在电动汽车的两大龙头，比亚迪和特斯拉，所使用的电池重量分别是310KG和471KG，具体还要由续航里程而定，不管怎样，电动车电池重量普遍在250公斤，而纸张纸板碳化阳极材料会让整体重量更轻，如果大规模运用在新能源汽车动力电池上，可以减轻整车的重量。
NTU研究团队估算，若50kWh电池包电芯电极采用纸阳极，整体重量在100-200KG，而传统采用碳阳极的电池包则平均重量则在310KG左右，重量相差近一倍。

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