寒武纪电池用有机材料取代稀土金属

• 寒武纪电池是一种革命性的新产品，它使用有机材料代替了稀土金属。
• 电池中使用的有机碳材料可以由棉花或生物废料制成，并且具有高度可回收性。
• 这种电池具有充电快、容量高等特点，可以扩大在能源稀少或自然灾害地区的电力供应。

近年来，锂离子电池变得越来越重要。它为从智能手机到汽车的各种设备提供便携式电源。但它也普遍存在着不环保的问题。

但总部位于东京的能源公司PJP Eye可以通过它的寒武纪电池解决这一问题。这种电池使用有机材料代替稀土金属，并具有更好的性能和可持续性。让我们先了解一下锂离子电池历史的背景，以及这一切为什么都迫切需要改变。

第一个商用锂离子（Li-ion）电池于1991年问世，此后被广泛应用于手机和笔记本电脑等各种设备，从而改变了电子产品的工作方式。日本旭化成公司荣誉特别研究员吉野彰（Akira Yoshino）等三位科学家由于在锂离子电池开发方面作出的重大贡献，于2019年获得诺贝尔化学奖。全球对锂离子电池的需求在持续增长，市场预测到2024年将超过805亿美元。

锂离子电池通常在正极使用钴、镍和锂等金属化合物，在负极使用碳。人们对为电动汽车提供动力的锂离子电池寄予厚望，希望以此减少碳排，实现可持续发展的目标。这导致对高容量、更安全、更持久、充电更快、产量更高的电池的需求不断增长。

标准电池使用的碳是由石油产品制成的，但PJP Eye公司已经开发了大规模生产植物基碳材料的技术。寒武纪电池的负极使用有机材料，正极使用更充足的金属（相对于稀土金属），从而生产出被称为“单碳电池”的高度耐用的产品。

从有机材料中生产碳

PJP Eye 几乎是在研究碳材料时偶然地发现了用棉花生产碳的技术。该公司在精心控制的温度和压力下重新创造了这项技术之后，就获得了大规模生产的配方。

PJP Eye公司赢得了英国政府赞助的创新科技竞赛（2019-2020 Tech Rocketship Awards）“未来移动类别”的日本尖端科技初创企业奖。“人们开始注意我们的可持续电池技术，”PJP Eye首席情报官Inketsu Okina说。“参与评奖的英国企业是可持续发展领域的先驱，他们对我们的电极设计印象特别深刻，因为这种电极不使用镍、钴或锰等稀有金属。”

从植物源提取碳的技术也可以应用于棉花以外的原材料。“一家西班牙公司向我们提供了橄榄油生产过程中产生的生物废料，我们能够从中提取碳，”Okina说道。“我们还能够在冲绳食品生产中使用的甘蔗和甘蓝菜等原材料中提取生物废料，从这些来源获取碳。”

便携式电池可以支持您脱离电网的生活。PJP Eye供图。

即使与太阳能电池板一起使用，便携式电池也能快速充电。PJP Eye供图。

在户外露营和休闲时，便携式电池会派上用场。PJP Eye供图。

“我们不仅仅是一家碳生产商或电池制造商，”Okina说。“我们的目标是在运输和能源存储等领域提供包括了我们技术的解决方案。在过去的六个月里，我们收到了一些希望在船舶、卫星、车辆等行业中使用我们电池技术的询问。”PJP Eye没有提供规格明细表，而是在欧特克Fusion 360中列出了模型数据，为客户提供有关产品尺寸和形状的完整数据。

PJP Eye正在开发的电池具有快速充电、大容量、持久耐用和便携等特点。寒武纪电池也是一种安全的替代品：即使过度充电、过热或短路，它也没有爆裂或爆炸的风险。在大电流充电时不会有热失控或爆炸的风险。该设计确保电池性能在反复充电和放电后几乎没有下降。在九州大学的一项实验中，电池在8,000次充电循环后仍保持原始容量的84%。鉴于这些创新，PJP Eye 已被选为代表日本参加第二十六届联合国气候变化大会COP26“清洁能源初创企业投标战”，投票向公众开放。

可持续的便携式电池

寒武纪电池的充电速度是传统电池的八倍，只需50分钟即可充满电。Okina 说：“在办公室或在家工作时，在举行视频会议或在其他需要计算机电源的情况下，人们必须在设备插入电源插座的情况下工作。如果使用快速充电电池，人们可以更自由地在他们想去的地方工作。电池还可以在需要时用作应急电源。”

目前正在开发的QuVe电池在设计时考虑了脱离电网和其他紧急情况。它具有1 kWh或更高的容量以及便携、轻便的外形，即使在需要多日才能恢复基本服务的灾难中也能确保电力供应。快速充电功能使电池成为户外活动和露营的理想之选，让您不必担心电力会用完。

实验室 6已授权寒武纪电池技术用于其产品，并计划于2021年10月发布包括1,400 Wh和990 Wh型号的QuVe电池。Indiegogo众筹平台的前期活动已经在进行。“虽然我们产品的价格是竞争对手的1.5倍，但我们可以毫不夸耀地说我们的产品寿命将延长几倍，”Okina说。“我认为我们的长寿命电池技术为我们带来了性价比的优势。”

“即使在目前的现实世界，许多人也无法可靠地获得电力，从而造成生活质量和获取信息的差异，”Okina说。“一些人认为理所当然的东西，比如手机、电脑和互联网接入，对许多人来说仍然遥不可及。展望未来，我们希望通过消除电力供应的这种差异，为整个世界做出贡献。即使没有电线，太阳能电池板和移动电源等技术也意味着在任何地方都可以为医疗、教育和农业等关键领域提供电力。”