Лити батерейны үйлдвэрүүд кобальтын элементүүдийг арилгахыг эрмэлздэг шалтгаан юу вэ?

著者：Iflowpower – Fornecedor de estação de energia portátil

Кобальт нь литийн ион катодын материалын тавны нэгийг эзэлдэг бөгөөд ихэвчлэн NMC (никелийн манганы кобальт исэл) эсвэл NCA (никель-кобальт хөнгөн цагаан исэл) гэсэн хоёр төрөл байдаг. Эдгээр батерейнд агуулагдах кобальт нь тогтвортой хэрэглээтэй бөгөөд батерейг катодын зэврэлтээс урьдчилан сэргийлэх боломжтой. Энэ нь мөн зайны цэнэглэх хурдыг нэмэгдүүлэх боломжтой боловч энэ түүхий эд нь нэлээд үнэтэй бөгөөд үүнийг авахад хэцүү байдаг.

Үүнээс гадна кобальтад нийгмийн зарим асуудал бий. Дэлхий дээрх кобальтын бараг гуравны хоёрыг Бүгд Найрамдах Ардчилсан Конго Улсад (Конго (Жин)) олборлож, томоохон хэмжээний никель, зэсийн уурхайн хоёрдогч бүтээгдэхүүн болгон ашигладаг. Гэхдээ Конго (Жин) нь мөн олон тооны бие даасан эсвэл гар аргаар олборлолтоос бүрдсэн том багтай бөгөөд тэдгээрийг аюулгүй ажиллагааны хяналтгүйгээр үр дүнтэй ажиллуулдаг.

Энэ нь Конгогийн кобальтын уурхайд хүүхдийн хөдөлмөрийг ашиглах зэрэг хүний ​​эрхийг их хэмжээгээр зөрчих үзэгдэлд хүргэдэг. Мантирам болон түүний хамтран ажиллагсдын боловсруулсан катод нь никелийн агууламжийг нэмж кобальтыг ууршуулсан; жингээр нь тооцвол катод дахь металлын жингийн 89%-ийг никель эзэлдэг. Тэдний батерей нь NMC болон NCA катодын найрлагыг хослуулсан бөгөөд ингэснээр кобальтгүй NMA (никель-манганы хөнгөн цагаан исэл) катодыг бий болгосон.

Мантирам хэлэхдээ, тус баг нь кобальт эсвэл өндөр никель катодыг бүтээсэн анхны баг биш ч батерейны ашиглалтын хугацаа бага, эрчим хүчний нягтрал багатай анхны баг юм. Мичиганы их сургуулийн батерейны лабораторийн техникийн захирал Греглесс хэлэхдээ, Мантирамын катодын материал нь "асар том байр суурийг харуулж байна" гэжээ. Кобальтын батерей нь бусад ижил төрлийн катод химийн бодис, жишээлбэл, өндөр температурт манганы уусах хандлагатай тэмцэхийн тулд илүү их илрүүлэлт хийдэг гэж тэр үзэж байгаа боловч батерейг урьдчилан илрүүлсэн нь урам зориг өгдөг.

"Кобальт агуулсан электродуудтай өрсөлдөхийн тулд кобальт агуулаагүй хувилбар нь энэ бол маш сэтгэл хөдөлгөм зүйл юм. "Бага) нь энэ батерейнд ихээхэн найдвар төрүүлж байна. Эдгээр нунтаг дээжийг энэ зорилгодоо хүрэхийн тулд кобальт агуулаагүй католик болгон үйлдвэрлэх болно, Мантирам болон түүний баг түүхий эдийг нано хэмжээстээр холих тусгай арга техникийг ашигладаг.

Үүнд никель, манган, хөнгөн цагаан ион агуулсан уусмалыг реактор руу шахаж, металл ионтой хольсон өөр уусмалтай холих зэрэг орно. Үүний үр дүнд металлын гидроксидын нарийн холимог нунтагыг литийн гидроксидтой хамт шохойж, катодын материал үүсгэдэг. Бүх процессын явцад үүссэн катодын материалыг зөв бүтэц, найрлагатай байлгахын тулд шахах хурд, температурыг нарийн хянадаггүй.

Мантирам хэлэхдээ: "Катодын эд ангиудыг зохион бүтээх нь маш сайн химийн үндсэн мэдлэг юм. Гэхдээ бид эцэст нь энэ үйл явцыг хянах арга замыг олсон бөгөөд ингэснээр та атомын масштабын холимгийг холих боломжтой. “Мандхерсрам ба түүний баг эдгээр элементүүдийг амжилттай хольсны дараа катодыг туршсан лити-ион ууттай батерейнд хийж, анод нь уламжлалт бал чулуу электродуудыг ашигладаг.

Илрүүлэх явцад тэд өөр өөр цэнэглэх хурд, хэдэн зуун цэнэглэх мөчлөгийн хувьд тэдний гүйцэтгэл нь худалдаанд байгаа лити-ион батерейтай харьцуулж болохыг олж мэдэв. Кобальтын кобиозын энергийн нягт бага зэрэг бага боловч литийн ионыг бага хэмжээгээр хуримтлуулж чадна гэсэн үг ч химийн найрлагыг улам боловсронгуй болгосноор энэ цоорхойг нөхөж чадна гэж Мантирам үзэж байна. Онолоос эхлээд худалдаанд гарах кобигүй батерейны арилжааны өрсөлдөөн хүртэл эрчимтэй явагдаж байгаа бөгөөд тэрээр батарейг лабораториос гаргаж, бодит ертөнцөд ороход анхаарлаа хандуулж байна.

Саяхан Mantiram компани катодын батерейг худалдаанд гаргах зорилгоор TexPower-ийг байгууллаа. Одоогийн чиг хандлагаас харахад үүнийг одоо байгаа батерейны үйлдвэрлэлийн процесстой хялбархан хослуулах ёстой гэж тэр хэлэв. Энэхүү кобальт электродыг хэрэглэгчийн түвшний электрон бүтээгдэхүүн, цахилгаан тээврийн хэрэгсэл, эрчим хүчний сүлжээ зэрэг хэд хэдэн батерейнд ашиглаж болно.

Мантирам түүний бор гадаргын кокпин хэдхэн жилийн дараа зах зээлд гарч чадна гэж найдаж байна. Гэсэн хэдий ч тэрээр энэ ангиллын цорын ганц судлаач биш юм. Саяхан Sparkz нэртэй стартап компани АНУ-ын Эрчим хүчний яамны Оак Риджийн үндэсний лабораториос кобокар кодыг арилжаалах зөвшөөрөл авчээ.

Panasonic зэрэг хуучин компаниуд ч батерей дахь кобальтын хэмжээг багасгахын төлөө өрсөлдөж байна. Элонмуск Тесла дахь Тесла дахь кобит батерейг ашиглахаар найдаж байсан бөгөөд олон салбарыг задалдаг хүмүүс Тесла дахь бага кобальт литийн ионуудын Batteryday-ийн үйл ажиллагааг ирэх сард зарлах төлөвтэй байна. Батерейны эвдрэл.

Гэсэн хэдий ч кобальт агуулсан зайг богино хугацаанд солих уу? Гэсэн хэдий ч кобальт кобальт нь Кобальтын хүрээлэнгийн (Кобальтийн институт) дарга асан, одоогийн зөвлөх Дэвид Вейтийг төлөөлөх цаг гаргаж болно. Энэ металлын тогтвортой байдал, гүйцэтгэлийн давуу талуудаас гадна лити-ион батерей үйлдвэрлэдэг компаниуд кобальт кобальтыг сайжруулахын тулд хэдэн жил, тэрбум доллар зарцуулдаг. Энэ нь аливаа шинэ оролцогчид олон салбарын инерцийг даван туулж чадахгүй гэсэн үг юм.

Вэйт хэлэхдээ: "Таныг бизнесийн практик болгохоос өмнө бид ирээдүйгээ тэсэн ядан хүлээж байна. Шинэ технологи руу шилжих нь тийм биш байх болно. Ойрын ирээдүйд кобальт батерейнд удаан байх болно.

"Дэлхийн Банк"-ын сүүлийн үеийн тайланд сүүлийн хэдэн арван жилд лити-ион батерейны өсөн нэмэгдэж буй хэрэгцээг хангахын тулд кобальтийн үйлдвэрлэл 500% -иас ихгүй байна гэж таамаглаж байна. Энэ хэрэгцээг зөвхөн Бүгд Найрамдах Ардчилсан Конго Улс хангаж чадахгүй байгаа бөгөөд цаашид нээлттэй олборлолт явуулахын тулд дэлхийн хэмжээнд кобальтын хайгуулын хэд хэдэн компани хайгуул хийж байна гэж Вэйт хэлэв. Одоогийн байдлаар кобальтын хүдрийн хамгийн том давхарга нь далайгаас олдсон боловч далайн гүнд олборлолт хийх нь маргаантай асуудал хэвээр байна.

Хэдийгээр нийлүүлэлт нь асуудал биш гэдгийг нотолсон ч кобальт кобальт нь литийн ион батерейг урьд өмнөхөөсөө илүү хямд, хортой, ёс суртахууны хэм хэмжээ болгож чадна.