Почему производители литиевых аккумуляторов стремятся отказаться от элементов кобальта?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Dobavitelj prenosnih elektrarn

Кобальт составляет одну пятую часть материала литий-ионного катода, обычно он бывает двух типов: NMC (оксид никеля марганца кобальта) или NCA (оксид никеля-кобальта алюминия). Кобальт в этих батареях имеет стабильное использование, и можно предотвратить катодную коррозию батареи. Он также может увеличить скорость зарядки аккумулятора, но это сырье довольно дорогое и его трудно получить.

Кроме того, кобальт имеет и некоторые социальные проблемы. Почти две трети кобальта в мире добывается в Демократической Республике Конго (Конго (Джинь)) в качестве побочного продукта для крупных никелевых и медных рудников. Однако в Конго (Цзинь) также имеется большая команда, состоящая из большого числа независимых или ручных горняков, и они эффективно работают без какого-либо надзора за безопасностью.

Это приводит к явлению значительного нарушения прав человека на кобальтовой шахте в Конго, включая использование детского труда. Мантирам и катод, разработанный его коллегами, испарили кобальт, добавив в него никель; в расчете по весу никель составляет 89% от веса металла в катоде. Их батарея объединяет ингредиенты катодов NMC и NCA, тем самым создавая катод NMA (никель-марганцевый оксид алюминия) без кобальта.

Мантирам отметил, что, хотя эта команда не первая, разработавшая кобальтовый или высоконикелевый катод, это первая команда, которая не имеет короткого срока службы батареи, низкой плотности энергии и т. д. Технический директор Лаборатории аккумуляторов Мичиганского университета Греглесс заявил, что катодные материалы Manthiram «демонстрируют огромный передний план». Он считает, что кобальтовая батарея также способна лучше обнаруживать другие подобные катодные химические материалы, например, тенденции растворения марганца при высоких температурах, но предварительные результаты обнаружения батареи обнадёживают.

«Без кобальта — альтернатива конкурирующим с кобальтсодержащими электродами. Это очень интересная вещь. «Less) также возлагает большие надежды на эту батарею. Из этих порошковых образцов будет изготовлен католик без содержания кобальта. Для достижения этой цели Мантирам и его команда используют специальные методы смешивания сырья в наномасштабе.

Это включает в себя закачку в реактор раствора, содержащего ионы никеля, марганца и алюминия, смешивание в реакторе с другим раствором, связанным с ионами металлов. В результате тонкодисперсный смешанный порошок гидроксида металла прокаливается вместе с гидроксидом лития, образуя материал для катода. В течение всего процесса скорость откачки и температура не контролируются точно, чтобы гарантировать, что получаемый катодный материал имеет правильную структуру и состав.

Мантирам сказал: «Проектирование катодного компонента требует очень хороших базовых знаний химии. Но мы наконец нашли способ контролировать этот процесс, чтобы можно было смешивать на атомном уровне. «После того, как Мандерсрам и его команда успешно смешали эти элементы, они поместили катод в испытанную литий-ионную аккумуляторную батарею, а в качестве анода использовали традиционные графитовые электроды.

В процессе обнаружения они обнаружили, что при различных скоростях зарядки и сотнях циклов зарядки их производительность сопоставима с производительностью имеющихся в продаже литий-ионных аккумуляторов. Хотя плотность энергии кобальтового кобиоза несколько ниже, это означает, что он может хранить меньше ионов лития, но Мантирам считает, что он может компенсировать этот пробел за счет дальнейшего совершенствования своего химического состава. От теории до коммерческой конкуренции коммерчески доступных аккумуляторов без COBI — все идет полным ходом, и он сосредоточен на том, чтобы вывести аккумулятор из лабораторных условий и внедрить его в реальный мир.

Недавно компания Mantiram основала компанию TexPower с целью коммерциализации катодов для аккумуляторных батарей. Он сказал, что, исходя из текущей тенденции, ее можно будет легко объединить с существующим процессом производства аккумуляторов. Этот кобальтовый электрод может использоваться в ряде аккумуляторов, например, в потребительских электронных продуктах, электромобилях и энергетических сетях.

Мантирам надеется, что его кортикальная петля сможет выйти на рынок через несколько лет. Однако он не единственный исследователь в этой категории. Недавно стартап Sparkz получил разрешение на использование кодов Cobocar в Окриджской национальной лаборатории Министерства энергетики США для коммерциализации этой технологии.

Старые компании, такие как Panasonic, также конкурируют за снижение содержания кобальта в аккумуляторах. Илонмаск надеется использовать в Tesla совместимые батареи, и многие отраслевые эксперты, как ожидается, объявят о проведении мероприятия Batteryday в Tesla в следующем месяце с использованием литий-ионных батарей с низким содержанием кобальта. Разряд аккумулятора.

Однако будет ли заменена батарея, содержащая кобальт, в короткие сроки? Однако кобальтовый кобальт также может иметь некоторое время, чтобы представлять бывшего председателя Института кобальта (Cobaltinstitute), нынешнего консультанта Дэвида Уэйта. Помимо стабильности и эксплуатационных преимуществ этого металла по сравнению с литий-ионными аккумуляторами, компании, производящие литий-ионные аккумуляторы, тратят несколько лет и миллиарды долларов на улучшение кобальта. Это означает, что новые участники не могут преодолеть инерцию многих отраслей.

Уэйт сказал: «Прежде чем стать бизнес-практикой, нам предстоит долгий путь, в который мы смотрим в будущее. Переход на новые технологии не будет а. В обозримом будущем кобальт еще долго будет использоваться в аккумуляторах.

В недавнем отчете Всемирного банка прогнозируется, что за последние несколько десятилетий производство кобальта составит не более 500%, чтобы удовлетворить растущий спрос на литий-ионные аккумуляторы. Уэйт заявил, что только Демократическая Республика Конго не может удовлетворить эту потребность, и в мире есть несколько компаний, занимающихся разведкой кобальта, которым необходимо провести разведку, чтобы обеспечить дальнейшую открытую добычу. На данный момент самое крупное месторождение кобальтовой руды находится в море, хотя его глубоководная добыча по-прежнему остается спорным вопросом.

Но даже если поставки не будут проблемой, кобальт все равно может сделать литий-ионные аккумуляторы более дешевыми, токсичными и более нравственными.