中年|为什么锂电池行业，急于除去“钴元素”？无钴时代即将来袭
降低传统锂离子电池中钴的含量 ， 这对环境、人类乃至电池本身的性能都有好处 。
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现今 ， 传统锂电池行业——对钴的依赖极为严重
锂离子电池是电化学领域的一个"巨星" 。 在生活中 ， 我们将它用在任何需要储电的物件上 ， 无论是手机和笔记本电脑等这类的普通小工具 ， 还是电动货轮和火星上的无人机等更极端的应用 。 锂离子电池对现代生活如此重要 ， 以至于发明它的三位化学家去年获得了诺贝尔奖 。 但在这一过程中 ， 电池行业对钴的依赖性逐渐加重 。
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钴是一种稀有、而又有毒、有光泽的矿物 ， 几乎在现今所有使用的锂离子电池带负电荷的电极（或阴极）中都能找到钴的存在 。 钴的价格极为昂贵、不稳定 ， 而且与不道德的私自开采行为、疯狂的价格波动和脆弱的全球供应链有关 。 这也致使了如此之多电池制造商想戒掉这一钴"瘾" 。 但这种材料在稳定电池和提高电池的能量密度方面起着至关重要的作用 。 尽管目前已经存在了一些实验性的无钴电池 ， 但到目前为止 ， 它们都存在一些重大的性能问题 ， 比如寿命有限和充电速度较慢 。
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最新研究：一研究小组 ， 成功攻克了无钴电池的现有缺陷
今年7月 ， 来自德克萨斯大学的一个由三名研究人员组成的研究小组 ， 报告了其使用一种可完全消除钴的新型阴极化学材料的测试结果 。 他们在一副扑克牌大小的小型实验性锂离子袋式电池中 ， 使用了他们的富镍阴极 。 虽然该电池的能量密度比典型的钴电池略低 ， 但它能够在更高的电压和相似的充电速率下工作 。 即使在经过1000次完整的充放电循环（这是商用电池的典型寿命） ， 实验电池的性能表现与钴阴极的同类电池不相上下 。
"相当多的人说 ， 钴是必不可少的 ， 如果你除去它 ， 你将无法获得同样的性能 。 "该研究论文的第一作者、得克萨斯大学奥斯汀分校德克萨斯材料研究所(Texas Materials Institute)主任阿鲁姆格姆·曼瑟拉姆(Arumugam Manthiram)表示："我们是第一个证明——在不影响性能的情况下 ， 将锂电池消除钴是可能的 。 "
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为什么锂电池要选择“钴元素”？而现在又为什么要除去它呢？
钴占锂离子阴极材料的五分之一 ， 通常有两种类型:NMC(镍锰钴氧化物)或NCA(镍钴铝氧化物) 。 这些电池中的钴具有稳定作用 ， 可以防止可能导致电池起火的阴极腐蚀 。 它还可以提高电池的充电速率 ， 但是这种原材料相当昂贵 ， 而且很难获得 。 另外 ， 钴还也有一些社会问题 。 世界上近三分之二的钴是在刚果民主共和国（刚果（金））开采的 ， 作为大规模镍和铜矿开采的二级产品 。 但刚果（金）也有一支由大量的独立或手工采矿者所组成的庞大队伍 ， 他们在没有任何安全监督的情况下有效地运作 。 这导致刚果钴矿存在大量侵犯人权的现象 ， 包括使用童工 。
【中年|为什么锂电池行业，急于除去“钴元素”？无钴时代即将来袭】
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曼瑟拉姆（Manthiram）和他的同事们开发的阴极通过增加镍含量来避开钴；按重量计算 ， 镍占阴极中金属重量的89% 。 他们的电池结合了NMC和NCA阴极的成分 ， 从而创造了一种不含钴的NMA（镍锰铝氧化物）阴极 。 曼瑟拉姆（Manthiram）表示 ， 虽然该团队不是第一个开发无钴或高镍阴极的团队 ， 但这是第一个没有存在电池寿命短、能量密度低等主要性能缺陷的团队 。
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