Apakah sebab mengapa industri bateri litium tidak sabar-sabar untuk mengeluarkan unsur kobalt?

著者：Iflowpower – Portable Power Station Supplier

Kobalt menyumbang satu perlima daripada bahan katod ion litium, biasanya terdapat dua jenis: NMC (nikel mangan kobalt oksida) atau NCA (nikel-kobalt aluminium oksida). Kobalt dalam bateri ini mempunyai penggunaan yang stabil, dan adalah mungkin untuk mengelakkan kakisan katod bateri. Ia juga boleh meningkatkan kadar pengecasan bateri, tetapi bahan mentah ini agak mahal, dan ia sukar diperoleh.

Di samping itu, terdapat beberapa masalah sosial dalam kobalt. Hampir dua pertiga daripada kobalt di dunia sedang melombong di Republik Demokratik Congo (Congo (Jin)), sebagai produk sekunder untuk lombong nikel dan tembaga berskala besar. Tetapi Congo (Jin) juga mempunyai pasukan besar yang terdiri daripada sebilangan besar perlombongan bebas atau buatan tangan, dan mereka dikendalikan dengan berkesan tanpa sebarang pengawasan keselamatan.

Ini membawa kepada fenomena sejumlah besar hak asasi manusia di Congo Cobalt Mine, termasuk menggunakan buruh kanak-kanak. Mantiram dan katod yang dibangunkan oleh rakan-rakannya telah menyejat kobalt dengan menambahkan kandungan nikel; dikira mengikut berat, nikel menyumbang 89% daripada berat logam dalam katod. Bateri mereka menggabungkan bahan-bahan katod NMC dan NCA, dengan itu mencipta katod NMA (nikel-mangan aluminium oksida) tanpa kobalt.

Mantiram berkata, walaupun pasukan itu bukanlah pasukan pertama yang membangunkan kobalt atau katod nikel tinggi, ini adalah pasukan pertama yang tidak mempunyai hayat bateri yang singkat, ketumpatan tenaga rendah rendah-. Pengarah teknikal Makmal Bateri Universiti Michigan, Gregless, berkata bahawa bahan katod Manthiram "menunjukkan latar depan yang besar". Beliau percaya bahawa bateri kobalt juga melakukan lebih banyak pengesanan untuk menangani bahan kimia katodik lain yang serupa, contohnya, kecenderungan pembubaran mangan dalam suhu tinggi, tetapi pengesanan awal bateri adalah menggalakkan.

"Alternatif bebas kobalt untuk bersaing dengan elektrod yang mengandungi kobalt, ini adalah perkara yang sangat menarik. “Kurang) juga menaruh harapan tinggi untuk bateri ini. Sampel serbuk ini akan dikilangkan menjadi katolik bebas kobalt untuk mencapai matlamat ini, Manthiram dan pasukannya menggunakan teknik khusus untuk mencampurkan bahan mentah pada skala nano.

Ini termasuk mengepam larutan yang mengandungi ion nikel, mangan dan aluminium ke dalam reaktor, mencampurkan dalam reaktor bercampur dengan larutan lain yang terikat kepada ion logam. Akibatnya, serbuk campuran halus logam hidroksida dikalsinkan bersama litium hidroksida untuk membentuk bahan untuk katod. Semasa keseluruhan proses, kadar pengepaman dan suhu tidak dikawal dengan tepat untuk memastikan bahan katod yang dihasilkan mempunyai struktur dan ramuan yang betul.

Mantiram berkata: "Komponen katod reka bentuk adalah pengetahuan asas kimia yang sangat baik. Tetapi kami akhirnya menemui cara untuk mengawal proses ini supaya anda boleh mencampurkan pencampuran skala atom. "Apabila Mandhirsram dan pasukannya berjaya mencampurkan unsur-unsur ini, mereka meletakkan katod dalam bateri beg litium-ion yang diuji, dan anod menggunakan elektrod grafit tradisional.

Semasa proses pengesanan, mereka mendapati bahawa dalam kadar pengecasan yang berbeza dan beratus-ratus kitaran pengecasan, prestasi mereka adalah setanding dengan bateri litium-ion yang tersedia secara komersial. Walaupun ketumpatan tenaga kobiosis kobalt adalah rendah sedikit, ia bermakna ia boleh menyimpan kurang ion litium, tetapi Mantiram percaya bahawa ia boleh menebus jurang ini dengan menyempurnakan lagi komposisi kimianya. Daripada teori kepada persaingan komersil bateri bebas cobi yang tersedia secara komersil, ia telah berjalan lancar, dan dia memberi tumpuan untuk membawa bateri keluar dari makmal dan memasuki dunia sebenar.

Baru-baru ini Mantiram telah menubuhkan TexPower untuk mencapai pengkomersilan katod bateri. Beliau berkata, daripada trend semasa, ia harus mudah digabungkan dengan proses pembuatan bateri sedia ada. Elektrod kobalt ini boleh digunakan dalam beberapa siri bateri seperti produk elektronik peringkat pengguna, kenderaan elektrik dan rangkaian tenaga.

Mantiram berharap cockpine kortikalnya dapat meletakkan pasaran dalam beberapa tahun. Bagaimanapun, dia bukan satu-satunya penjelajah dalam kategori ini. Sebuah syarikat permulaan bernama Sparkz baru-baru ini memperoleh kebenaran kod cobocar daripada Makmal Kebangsaan Oak Ridge Jabatan Tenaga AS untuk mengkomersialkan teknologi itu.

Syarikat lama seperti Panasonic juga bersaing untuk mengurangkan kandungan kobalt dalam bateri. Elonmusk telah berharap untuk menggunakan bateri boleh cobit dalam Tesla di Tesla, dan banyak pemecah industri dijangka mengumumkan aktiviti Batteryday di Tesla bulan depan dalam ion litium kobalt rendah. Pecah bateri.

Namun, adakah bateri yang mengandungi kobalt akan diganti dalam masa yang singkat? Walau bagaimanapun, kobalt kobalt juga boleh mempunyai sedikit masa untuk mewakili bekas Pengerusi Institut Kobalt (Cobaltinstitute), perunding semasa DavidWeight. Sebagai tambahan kepada kestabilan dan kelebihan prestasi logam ini kepada bateri ion litium, syarikat yang mengeluarkan bateri litium-ion menghabiskan beberapa tahun dan berbilion dolar untuk menambah baik kobalt kobalt;. Ini bermakna bahawa mana-mana peserta baru tidak mengatasi banyak inersia industri.

Weight berkata: "Sebelum anda boleh menjadi amalan perniagaan, kami mempunyai perjalanan yang jauh untuk melihat masa depan. Beralih kepada teknologi baru tidak akan menjadi a. Pada masa hadapan yang boleh dijangka, kobalt masih akan kekal lama dalam bateri.

Laporan terbaru "Bank Dunia" meramalkan, dalam beberapa dekad yang lalu, pengeluaran kobalt tidak melebihi 500%, untuk memenuhi permintaan yang semakin meningkat bagi bateri litium-ion. Weight berkata bahawa hanya Republik Demokratik Congo tidak dapat memenuhi keperluan ini, dan terdapat beberapa syarikat penerokaan kobalt di dunia untuk diterokai bagi memastikan perlombongan terbuka selanjutnya. Setakat ini, katil bijih kobalt terbesar ditemui di laut, walaupun perlombongan laut dalam masih menjadi isu kontroversi.

Tetapi walaupun bekalan terbukti tidak menjadi masalah, kobalt kobalt masih boleh menjadikan bateri ion litium lebih murah berbanding sebelum ini, toksik dan lebih bermoral.