Apa alasannya industri baterai litium ingin menghilangkan unsur kobalt?

著者：Iflowpower – Fornecedor de estação de energia portátil

Kobalt menyumbang seperlima dari bahan katoda ion litium, biasanya ada dua jenis: NMC (nikel mangan kobalt oksida) atau NCA (nikel-kobalt aluminium oksida). Kobalt dalam baterai ini memiliki kegunaan yang stabil, dan memungkinkan untuk mencegah korosi katode pada baterai. Ini juga dapat meningkatkan laju pengisian baterai, tetapi bahan baku ini cukup mahal dan sulit diperoleh.

Selain itu, ada beberapa masalah sosial dalam kobalt. Hampir dua pertiga kobalt di dunia ditambang di Republik Demokratik Kongo (Kongo (Jin)), sebagai produk sekunder untuk tambang nikel dan tembaga skala besar. Namun Kongo (Jin) juga memiliki tim besar yang terdiri dari sejumlah besar penambang independen atau buatan tangan, dan mereka dioperasikan secara efektif tanpa pengawasan keselamatan apa pun.

Hal ini menyebabkan fenomena pelanggaran hak asasi manusia dalam jumlah besar di Tambang Kobalt Kongo, termasuk penggunaan pekerja anak. Mantiram dan katode yang dikembangkan oleh rekan-rekannya telah menguapkan kobalt dengan menambahkan kandungan nikel; dihitung berdasarkan berat, nikel menyumbang 89% dari berat logam di katode. Baterai mereka menggabungkan bahan katoda NMC dan NCA, sehingga terciptalah katoda NMA (nikel-mangan aluminium oksida) tanpa kobalt.

Mantiram mengatakan, meski timnya bukan tim pertama yang berhasil mengembangkan katoda kobalt atau nikel tinggi, ini merupakan tim pertama yang tidak memiliki masa pakai baterai pendek, kepadatan energi rendah, dan daya tahan baterai rendah. Direktur teknis Laboratorium Baterai Universitas Michigan, Gregless, mengatakan bahwa bahan katoda Manthiram "menunjukkan latar depan yang sangat besar". Ia percaya bahwa baterai kobalt juga melakukan deteksi lebih lanjut untuk menangani bahan kimia katodik serupa lainnya, misalnya, kecenderungan pelarutan mangan pada suhu tinggi, tetapi deteksi awal baterai ini menggembirakan.

"Alternatif bebas kobalt untuk bersaing dengan elektroda yang mengandung kobalt, ini adalah hal yang sangat menarik. "Less) juga memiliki harapan besar untuk baterai ini. Sampel bubuk ini akan diproduksi menjadi bubuk katolik bebas kobalt. Untuk mencapai tujuan ini, Manthiram dan timnya menggunakan teknik khusus untuk mencampur bahan baku pada skala nano.

Ini termasuk memompa larutan berisi ion nikel, mangan, dan aluminium ke dalam reaktor, lalu mencampur larutan dalam reaktor tersebut dengan larutan lain yang terikat pada ion logam. Hasilnya, bubuk halus campuran logam hidroksida dikalsinasi bersama litium hidroksida untuk membentuk bahan untuk katode. Selama keseluruhan proses, laju pemompaan dan suhu tidak dikontrol secara akurat untuk memastikan bahwa bahan katoda yang dihasilkan memiliki struktur dan bahan yang benar.

Mantiram berkata: "Desain komponen katoda adalah pengetahuan kimia dasar yang sangat baik. Namun kami akhirnya menemukan cara untuk mengendalikan proses ini sehingga Anda dapat mencampur pencampuran skala atom. "Setelah Mandhersram dan timnya berhasil mencampur unsur-unsur ini, mereka meletakkan katoda dalam baterai kantong litium-ion yang telah diuji, dan anoda menggunakan elektroda grafit tradisional.

Selama proses deteksi, mereka menemukan bahwa dalam berbagai tingkat pengisian daya dan ratusan siklus pengisian daya, kinerjanya sebanding dengan baterai lithium-ion yang tersedia secara komersial. Meskipun kepadatan energi kobalt kobiosis sedikit rendah, itu berarti ia dapat menyimpan lebih sedikit ion litium, tetapi Mantiram yakin bahwa ia dapat menutupi kekurangan ini dengan lebih menyempurnakan komposisi kimianya. Dari teori hingga kompetisi komersial baterai bebas cobi yang tersedia secara komersial, semuanya telah berjalan lancar, dan ia berfokus untuk membawa baterai keluar dari laboratorium dan memasuki dunia nyata.

Baru-baru ini Mantiram telah mendirikan TexPower untuk mencapai komersialisasi katoda baterai. Ia mengatakan, melihat tren saat ini, seharusnya bisa mudah dipadukan dengan proses pembuatan baterai yang ada. Elektroda kobalt ini dapat digunakan dalam serangkaian baterai seperti produk elektronik tingkat konsumen, kendaraan listrik, dan jaringan energi.

Mantiram berharap kokpin kortikalnya dapat memasarkannya dalam beberapa tahun. Namun, dia bukan satu-satunya penjelajah dalam kategori ini. Sebuah perusahaan rintisan bernama Sparkz baru-baru ini memperoleh otorisasi kode cobocar dari Laboratorium Nasional Oak Ridge di Departemen Energi AS untuk mengomersialkan teknologi tersebut.

Perusahaan lama seperti Panasonic juga bersaing untuk mengurangi kandungan kobalt dalam baterai. Elonmusk telah berharap untuk menggunakan baterai cobitable di Tesla, dan banyak pelaku industri diperkirakan akan mengumumkan aktivitas Batteryday di Tesla bulan depan dalam ion litium kobalt rendah. Baterai putus.

Namun, apakah baterai yang mengandung kobalt akan segera diganti? Namun, kobalt kobalt juga dapat memiliki waktu untuk mewakili mantan Ketua Cobalt Institute (Cobaltinstitute), konsultan saat ini DavidWeight. Selain keunggulan stabilitas dan kinerja logam ini terhadap baterai ion litium, perusahaan yang memproduksi baterai ion litium menghabiskan waktu beberapa tahun dan miliaran dolar untuk meningkatkan kobalt kobalt;. Artinya, setiap peserta baru tidak mengatasi banyak inersia industri.

Weight berkata: "Sebelum Anda dapat menjadi praktik bisnis, kita masih harus menatap masa depan dengan jalan panjang. Beralih ke teknologi baru tidak akan menjadi a. Di masa mendatang, kobalt masih akan bertahan lama di baterai.

Laporan terkini "Bank Dunia" memperkirakan, dalam beberapa dekade terakhir, produksi kobalt tidak lebih dari 500%, untuk memenuhi permintaan baterai lithium-ion yang terus meningkat. Weight mengatakan bahwa hanya Republik Demokratik Kongo yang tidak dapat memenuhi kebutuhan ini, dan ada beberapa perusahaan eksplorasi kobalt di dunia yang harus dieksplorasi untuk memastikan penambangan terbuka lebih lanjut. Sampai saat ini, lapisan bijih kobalt terbesar ditemukan di laut, meskipun penambangan laut dalam masih menjadi masalah kontroversial.

Tetapi bahkan jika pasokannya terbukti tidak menjadi masalah, kobalt kobalt masih dapat membuat baterai ion litium lebih murah dari sebelumnya, beracun, dan lebih berstandar moral.