鋰電池產業急於去鈷元素的原因是什麼？

著者：Iflowpower – Fornitore di stazioni di energia portatili

鈷佔鋰離子正極材料的五分之一，通常有兩種：NMC（鎳錳鈷氧化物）或NCA（鎳鈷鋁氧化物）。 這些電池中的鈷具有穩定的用途，並且能夠防止電池陰極的腐蝕。 也能提升電池的充電率，不過這種原料相當昂貴，而且難以取得。

此外，鈷還存在一些社會問題。 全球近三分之二的鈷都在剛果民主共和國（剛果（金））開採，作為大型鎳礦和銅礦的副產品。 但剛果（金）也擁有大量由獨立或手工開採組成的龐大隊伍，而且他們在沒有任何安全監管的情況下有效作業。

這導致剛果鈷礦場出現大量侵犯人權的現象，包括使用童工。 Mantiram 和他的同事開發的陰極通過添加鎳含量蒸發了鈷；以重量計算，鎳佔陰極金屬重量的89％。 他們的電池結合了 NMC 和 NCA 陰極的成分，從而創造了不含鈷的 NMA（鎳錳鋁氧化物）陰極。

Mantiram 表示，雖然團隊並不是第一個開發出鈷或高鎳正極的團隊，但這是第一個不出現電池壽命短、能量密度低等問題的團隊。 密西根大學電池實驗室技術總監格雷格萊斯表示，Manthiram的正極材料「展現出巨大的前景」。 他認為，對鈷電池還需要做更多的檢測，以應對其他類似的正極化學材料，例如錳在高溫下的溶解傾向，但該電池的初步檢測是令人鼓舞的。

「用無鈷替代品來與含鈷電極競爭，這是非常令人興奮的事情。 」Less）也對這款電池寄予厚望。 這些粉末樣品將被製造成無鈷天主教徒，為了實現這一目標，Manthiram 和他的團隊使用專門的技術在奈米級上混合原料。

這包括將含有鎳、錳和鋁離子的溶液泵入反應器，並在反應器中與另一種與金屬離子結合的溶液混合。 結果，將金屬氫氧化物的細混合粉末與氫氧化鋰一起煅燒，形成陰極材料。 在整個過程中，泵送速率和溫度無法精確控制，以確保產生的正極材料具有正確的結構和成分。

Mantiram 表示：「設計陰極組件需要非常好的基礎化學知識。 但我們最終找到了控制這一過程的方法，這樣您就可以進行原子級混合。 「一旦 Mandhersram 和他的團隊成功混合這些元素，他們就會將陰極放入經過測試的鋰離子袋裝電池中，而陽極則使用傳統的石墨電極。

在檢測過程中他們發現，在不同的充電速率以及數百次充電循環中，它們的性能與市售的鋰離子電池相當。 雖然鈷酸鋰電池的能量密度略低，這意味著它能儲存的鋰離子較少，但 Mantiram 認為，可以透過進一步完善其化學成分來彌補這一差距。 從理論到商業化的無鈷電池商業化競爭已經如火如荼地展開，他致力於將電池從實驗室帶入實際世界。

最近，Mantiram 成立了 TexPower，以實現電池陰極的商業化。 他表示，從目前的趨勢來看，它應該很容易與現有的電池製造流程結合。 此鈷電極可應用於消費性電子產品、電動車、能源網路等一系列電池。

Mantiram希望他的皮質皮質鞋底能在幾年內投放市場。 然而，他並不是這一類別的唯一探險家。 一家名為Sparkz的新創公司近日獲得了美國能源部橡樹嶺國家實驗室的cobocar代碼授權，可以將技術商業化。

松下等老牌企業也競相降低電池中的鈷含量。 Elonmusk一直希望在特斯拉上使用可鈷鋰離子電池，多位產業分析師預計特斯拉下個月將在Batteryday活動上宣布其在低鈷鋰離子電池的進展。 電池破壞。

然而含鈷電池短時間內會被取代嗎？不過，鈷能方面也有一段時間代表鈷研究所（Cobaltinstitute）前任主席、現任顧問DavidWeight。 這種金屬除了為鋰離子電池帶來穩定性和性能優勢外，製造鋰離子電池的公司還花費數年時間和數十億美元來改進鈷；。 這意味著任何新的參與者都無法克服許多行業的慣性。

韋特說：「在能夠成為商業實踐之前，我們還有很長的路要走。 轉向一項新技術並不會是一件容易的事。 在可預見的未來，鈷仍將在電池中長期存在。

「世界銀行」近期報告預測，在過去幾十年中，鈷的產量不會超過500%，才能滿足日益增長的鋰離子電池需求。 韋特稱，光是剛果民主共和國無法滿足這項需求，全球仍有數家鈷勘探公司進行勘探，以確保進一步開放開採。 截至目前，最大的鈷礦床位於海中，儘管深海採礦仍是一個有爭議的問題。

但即便證明鈷的供應沒有問題，鈷仍然可以使鋰離子電池比以往更便宜、沒有毒性，並且更符合道德標準。