锂电池的后“钴”时代 原料价格飞涨催生电池新技术进化|AG 尊龙凯时

2024-10-03 07:31:02

特斯拉的电池供应商松下公司在近日宣告，他们正在研发不必须钴的电池。早已研发出有无钴电池的Goodenough等研究人员也在给松下公司获取协助。1980年，John Goodenough于牛津发明者了第一块必须钴的锂离子充电电池。实验证明，钴的能量密度十分低，尤其合适体积小却必须大能量的电池。

Goodenough通过冷却前导部分的方式，自己来萃取钴。至今，大多数商用锂离子电池都使用了钴，但是它耗资便宜。为此，它派生出有了黑色的利益链条：很长一段时间，在刚果共和国不存在着侵害人权的情况，还包括雇用童工矿业的不道德。

电子设备和电动汽车公司不愿缴纳大价钱用作生产生产，亦不不愿参予当地的对人权奴役的行动，所以他们渐渐增加电池中钴的使用量。特斯拉的电池供应商松下公司在近日宣告，他们正在研发不必须钴的电池。早已研发出有无钴电池的Goodenough等研究人员也在给松下公司获取协助。

电池有一个负极材料，一般来说是石墨，以及一个负极材料，由锂，钴和氧构成的合成物。在电动汽车的电池组中，负极材料部分往往所含比电子产品更好的镍成分，这虽然增加了钴的用于，但却带给了更高的处置成本而且更容易在飞机上引发火灾例如三星Note7中的那块电池。相比之下，钴原子外轨上的电子是出对产于的，这意味著它小而颗粒，并且更容易构成层状。

但还包括Goodenough在内的新一代电池研究人员正在改向对锰和铁等材料的研究。不同于层状结构，这些元素不会构成一种岩盐(rocksalt)结构。所含岩盐的负极早已在某些装置中被用于，但目前岩盐结构还没具备与钴或镍完全相同的高能量密度。

研究人员和公司已准备好替代方案。因为钴的价格昂贵，所以公司尽可能不去在电池生产中用于它，德克萨斯大学工程教授的Goodenough这样说。

在过去的两年中，钴的价格刷了两番。现阶段，便携式电子设备用于了市场上的大部分钴，而未来电动汽车电池组对于钴的需求量将比手机高达近1000倍。随着全球气候气候变化，更加多的人正在将内燃机驱动汽车替换成电动汽车。虽然这对地球来说是件好事，但无非推高了钴的价格。

钴是镍和铜等其他金属生产过程中的副产品，但它也以自身的形式不存在于地壳中，主要产于在刚果民主共和国的矿山处。2016年，华盛顿邮报对过去不半透明的钴供应链展开了调查，揭发了雇用童工和缺少适当铁矿设备的情况。诚然，也有其它的方式来防止危险性铁矿的情况：重复使用利用钴。

但是，因为锂离子电池的寿命很长，且人们对电子产品市场需求不会更加低，所以在未来10年出售锂离子电池的人会明显减少，来自麻省理工学院的能源研究专家Elsa Olivetti回应。去年十月，她公开发表了一篇文章，得出结论的结论是钴的供应将很快快速增长，以符合未来几年的市场需求，尤其是随着电动汽车的蓬勃发展。

尽管针对新的负极材料的研发和过去八个月钴元素的开源获得进展，她依然写到：目前来看，钴类电极仍然有不存在且被研究的价值。但人们早已开始渐渐增加对于钴元素的用于，用磷和铁等平稳的、能量密集的金属来生产电池负极将是未来的趋势。

除了分层状和岩盐结构的电池之外，研究人员正在研发固态电池。这类电池有可能必须更好的锂，但不一定是钴，并且比现有的锂离子电池要安全性得多。宝马、丰田、和本田等汽车公司正在研究这些电池，但Olivetti指出该技术会符合2025年的市场需求。

在此之前，公司将尝试增加不含钴电池的用于。苹果和三星等公司已重新加入Responsible CobaltInitiative计划，允诺提高在钴的生产过程中产生的环境污染和险恶社会影响。最近，苹果公司早已开始必要从矿工处出售钴元素，以保证钴供应商的生产安全性条件超过行业拒绝水平。

96岁高龄的Goodenough仍然考虑到着钴的应用于。尽管他早已研发出有一块不必须钴的电池，他依然不指出用于钴的锂电池不会从此解散历史舞台。尽管生产成本高昂，他早年设计的锂电池仍然具有十分不俗的应用于潜力。

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