紙電池的發展空間到底有多大？

    鋰電世界  由美國倫斯勒理工學院的幾位科學家研制出來的一種薄如紙片，可剪裁、能折疊的輕型“紙電池”最近引起了人們的關注。研究者認為，由于這種紙電池具有諸多的性能，因此將會成為一種新型的能源存儲設備。

    那么，這種新型紙電池會對我們的生活產生怎樣的影響？它的發展空間到底有多大？這些話題或許還有待科學家們的進一步探討。

    新紙電池性能獨特

    與傳統電池相同，這種新型電池的組成部分也包括電極、電解液和隔離膜。具體而言，這種新型的紙電池是由植入了電極和電解液的纖維素紙構成，其中纖維素紙就起到了隔離物的作用。電極分別是加入纖維素中的碳納米管和覆蓋在纖維素制成的薄膜上的金屬鋰；而電解液就是六氟磷酸鋰溶液。美國倫斯勒理工學院的科學家就是通過把電池的三部分綜合到薄薄的一張紙上，而制成了這種新型紙電池。
 
    研究顯示，在2伏的電壓下，這種新型紙電池每克能產生10毫安的電流。據介紹，這種新型的電池除了制作方法創新外，還具有很多重要的特性，比如說柔韌性。這種新型的紙電池由于成分主要是纖維素，因此保持了紙的一些特性，具有較好的柔韌性。根據實驗顯示，這種電池對溫度的適應能力相當強，在-70℃至1

    50℃的溫度區間都能正常使用。

    目前不會取代鋰電

    一些報道稱，這種新型紙電池有望替代現在消費電子用品領域常用的鋰電池，專家對此將作如何解釋呢？

    哈爾濱工業大學理學院應用化學系的孫克寧教授認為，每一種電池都是根據不同的需要而特別設計和發明的。由于不同的電池有不同的特性，所以某一種電池不可能是萬能的，這種新型紙電池也不例外。

    新型紙電池作為一種新概念電池，運用前景肯定是有的。但是從目前公布的紙電池的生產方法上看，生產這種紙電池所需要的碳納米管的生產成本很高，不適合大批量生產，因此其實用性也是有限的。目前還只能把這種新型紙電池定位為一種探索性研究發明。由于工藝和其他方面的原因，它并不能替代廣泛使用的其他種類的電池，也不可能在短時間內占有市場。

    哈爾濱工業大學理學院應用化學系胡信國教授也認為，由于活性物質的量是很有限的，因此，紙電池的容量也是很小的，距離商業化應用還有很長的路要走。

    至于紙電池會不會取代目前廣泛使用的鋰離子電池，孫克寧認為，鋰離子電池的發展空間仍然是很大的，隨著環保材料的開發使用和成本的不斷降低，鋰離子電池在未來的充電電池領域仍然占有廣泛的市場。

    電池污染有待解決

    傳統的電池由于其采用的原料關系，對環境和人體都有較大危害。據孫克寧介紹，鎘鎳電池是一種可充電的堿性干電池，廣泛用于便攜式電動工具、電動剃須刀和電動牙刷等。其生產原料中，鎘是一種人體不需要的元素，射入人體會產生鎘慢性中毒，時間長了會出現骨痛病，表現為骨軟化，甚至臥床不起。鎳在水體中的含量每升水不能超過0.1毫克，但是一節鎳氫電池一般含4—8克的鎳。鎳鎘電池在水體中如果發生泄漏將對水體產生怎樣的污染可想而知。同時鎘鎳電池在處理上也要相當注意，一節五號鎳鎘電池可以污染一平方米以上的土地。

    鋰離子電池是目前在手機、筆記本電腦等電子產品中廣泛使用的一種充電電池。據胡信國介紹，鋰離子電池的正極為鈷酸鋰，負極為石墨，電解液為六氟磷酸鋰的有機電解液，這些材料對人體沒有太大毒性，因此被國內外稱為綠色電源。但是，由于鈷酸鋰的化學活性很高，鋰離子電池也存在安全性問題。

    同時，孫克寧也指出，鋰離子電池雖然不含汞、鎘、鉛等毒害大的重金屬元素，但是它也會對環境造成污染。主要體現在其電解質進入環境后，可發生化學反應，造成氟污染和有機污染。總而言之，傳統的充電電池會對水體和農田產生巨大污染，并且這種污染是不可逆的和長時期的。同時還會直接或者是通過環境對人體健康產生不同程度的危害，所以科學家從來沒有停止過對新型環保電池的研究。

    就新型紙電池而言，由于這種電池的成分以纖維素為主，可能使人們聯想到它與一般的電池不同，對環境沒有危害。但是，孫克寧指出，這種新型紙電池雖然在生產過程中沒有污染，但是其電池的處理仍然可能產生污染。從公布的研究論文看，其電解液是六氟磷酸鋰，這種物質對環境是有污染的。并且在電解質不變的情況下，其對環境的污染與一般的鋰離子電池并沒有很大區別。而胡信國則認為，報道中的所謂紙電池，其實質就是一種鋰電池，用金屬鋰作負極，其能量高于現在的鋰離子電池，但金屬鋰更活潑，安全性更有問題，因此許多問題還有待進一步解決和討論。