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( 二 )
密歇根大学电池实验室的技术总监格雷格·雷斯（Greg Less）表示 ， 曼瑟拉姆（Manthiram）的阴极材料 "显示出巨大的前景" 。 他认为 ， 该无钴电池还需要做更多的测试 ， 以解决其他类似阴极化学材料所出现的问题——例如 ， 锰在高温下的溶解倾向 ， 但电池的初步测试结果令人鼓舞 。 "一种能够与含钴电极竞争的无钴替代品 ， 这是非常令人兴奋的事情 。 "雷斯（Less）也对此电池寄予厚望 。
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为了实现这一目标 ， 曼瑟拉姆（Manthiram）和他的团队使用专门的技术在纳米尺度上混合原料 。 这包括将含有镍、锰和铝离子的溶液泵入反应器 ， 在反应器中它们与另一种与金属离子结合的溶液混合 。 其结果是一种金属氢氧化物的精细混合粉末 ， 与氢氧化锂一起焙烧 ， 形成用于阴极的材料 。 在整个过程中 ， 必须精确控制泵送速率和温度 ， 以确保生成的阴极材料具有正确的结构和成分 。 曼瑟拉姆（Manthiram）说："设计阴极成分需要很好的基础化学知识 。 但是我们最终找到了一种控制这个过程的方法 ， 这样你就可以进行原子尺度的混合 。 "
一旦曼瑟拉姆（Manthiram）和他的团队将这些元素成功地混合在一起 ， 他们就将该阴极放在一个实验性的锂离子袋式电池中 ， 而阳极则采用传统的石墨电极 。 在测试过程中 ， 他们发现 ， 在不同的充电速率和数百次充电周期中 ， 其性能与市售的带钴阴极的锂离子电池相当 。 虽然无钴阴极的能量密度略低 ， 这意味着其可以存储更少的锂离子 ， 但曼瑟拉姆（Manthiram）认为可以通过进一步完善其化学成分来弥补这一差距 。
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从理论走向商业化——无钴电池的商业竞争 ， 已经暗流涌动
与此同时 ， 他正专注于将电池带出实验室 ， 进入现实世界 。 最近曼瑟拉姆（Manthiram）成立了TexPower公司 ， 以实现电池阴极的商业化 ， 他表示 ， 从目前地趋势来看 ， 应该很容易将其与现有的电池制造工艺相结合 。 这种无钴电极可以用于一系列应用的电池中 ， 如消费级电子产品、电动汽车和能源网的存储 。
曼瑟拉姆（Manthiram）希望他的无钴阴极能在几年内投放市场 。 然而 ， 他不是唯一的一个在该领域的探索者 。 一家名为Sparkz的初创公司最近从美国能源部的橡树岭国家实验室获得了无钴阴极的授权 ， 以将该技术商业化 。 像松下(Panasonic)这类的老牌企业也正在竞相减少电池中的钴含量 。 埃隆·马斯克(Elon Musk)多年来一直希望在特斯拉中使用无钴电池 ， 许多行业分析师预计 ， 他将在特斯拉下月举行的"电池日"(Battery Day)活动上宣布在低钴锂离子电池方面取得的突破 。
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然而 ， 含钴电池在短期内会被取代吗？
不过 ， 含钴阴极可能还会存在一段时间 ， 代表生产商的非营利性贸易组织钴研究所(cobalt Institute)的前主席、现任顾问大卫·韦特(David Weight)说 。 除了这种金属给锂离子电池带来的稳定性和性能优势外 ， 制造锂离子电池的公司花费了数年时间和数十亿美元来完善钴类阴极化学结构 。 这意味着 ， 任何一个新的参与者都必须克服许多行业惰性 。 韦特（Weight）表示："在不需要钴的化学系统能够成为商业现实之前 ， 我们必须展望未来很长的一段路 。 转向一种全新的技术不会是一蹴而就的 。 在可预见的未来 ， 钴仍将出现在电池中很长一段时间 。 "
世界银行(World Bank)最近的一份报告预测 ， 在未来几十年内 ， 钴产量必须增加500% ， 才能满足锂离子电池日益增长的需求 。 韦特（Weight）表示 ， 仅凭刚果民主共和国自身是无法满足这一需求 ， 而目前全球范围内有几家钴勘探公司正在进行勘探 ， 以确保进一步扩大开采量 。
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