初創嶄新技術延鋰電池壽命 充放電千次後 儲電量仍有83%
【明報專訊】隨着鋰電池的應用和需求愈來愈大，鋰金屬的消耗量每年都大升。由去年初至今，鋰金屬的價格已上升數倍。要解決鋰金屬缺口問題，除了增產，另一個方法就是延長鋰電池的壽命。有初創公司就研發出一種嶄新的導電添加劑，可以顯著延長鋰電池的壽命，成本又比市場現有的導電添加劑低得多。在鋰金屬需求和價格急升、未來極可能出現巨大缺口的情形下，這套技術的意義非同凡響。
明報記者 薛偉傑
攝影 李紹昌
香港超碳納米科技有限公司共同創辦人黃超、阮慶東、秦萍表示，他們2018年在城市大學讀書時，開始研究以納米碳管作為鋰電池的導電添加劑。所謂「納米碳管」，是將一片石墨烯捲起來。至於石墨烯，則是單層二維蜂窩狀晶格結構的石墨薄片，每片只有一個碳原子那麼薄。
創辦人讀書時開始研納米碳管
現時市場上的鋰電池，其實普遍都已加入某些導電添加劑，藉以提升導電性和充放電穩定性，防止電極材料的活性物質脫落，從而延長壽命。
常用的導電添加劑包括：乙炔黑(Acetylene Black)、Super P、科琴黑(Ketjenblack)、氣相生長碳纖維(VGCF)、納米碳管等。但他們發現，這些導電添加劑的表現都不夠理想。
據他們測試，某款加入了Super P和Ketjenblack的鋰電池，在1000次完全充放電後，其儲電量會大跌至最初的38%。另一款加入納米碳管的鋰電池，在1000次完全充放電之後，其儲電量亦下跌至最初的51%。
他們研究出一種嶄新的導電添加劑，也是以納米碳管為基礎，但改用全新的生產方法。據他們測試，將這種嶄新導電添加劑加入鋰電池內，在1000次完全充放電後，其儲電量仍達最初的83%。
他們估計，就算在1500次或2000次完全充放電後，其儲電量仍維持在可接受水平。只不過，因為這種測試很耗時，訪問當日還未達到這麼多的充放電次數。
每克材料成本料低於2元人民幣
至於這種嶄新導電添加劑的生產技術，並不複雜，用電也不多。該公司借用城大實驗室試產，純度也超過99.5%。若只計算材料成本，每克還不到2元人民幣，只是傳統的納米碳管導電添加劑的一個零頭。
據悉，傳統方式是以多種高純度的金屬氧化物和金屬氫氧化物作為催化劑，令甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)等氣體發生化學反應，來生產出納米碳管，這種做法成本很高。
該公司的方案使用一種全新催化劑，令苯(C6H6)等有機液體產生化學反應，生產出納米碳管。由於這種催化劑不用高純度，其成本會低很多。至於後期的納米碳管提純工作，則新舊方案都相差無幾。
今年1月份，這種製造納米碳管的新方法已取得一項美國專利，由城大持有。三人成立公司後，已獲得城大授權使用有關專利。該公司現正計劃在內地自行設廠，生產這種嶄新的納米碳管導電添加劑。他們透露，生產過程毋須很大地方，亦可以設計得相當自動化。若能籌集到數百萬元資金和租到廠廈單位，最快半年後就能夠量產。
獲城大投資100萬
三人相信，這種嶄新導電添加劑一旦量產後，將有很大需求。例如，更換電動汽車的鋰電池非常昂貴，動輒要數萬元。若在鋰電池加入了這種便宜的導電添加劑來延長其壽命，既可減低車主的負擔，亦有助紓緩鋰金屬的供不應求和價格急升問題。
現時，城大已同意向該公司投資100萬元。另外，香港和內地亦有一些投資者正在與該公司商討入股事宜。
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