天天要聞：鋰電大突破在即？全新陰極材料可完美替代鈷 性能更佳也更便宜

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財聯(lián)社上海12月6日訊（編輯 黃君芝）美國橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory，以下簡稱ORNL）的研究人員開發(fā)了一種生產(chǎn)鋰離子電池關鍵部件的新方法。據(jù)稱，利用這種方法生產(chǎn)出來的電池充電更快、使用的有毒材料也更少，而且成本還更低。

在現(xiàn)代生活中，從電器到手機，以及大多數(shù)電動汽車都使用鋰離子電池，它由陰極和陽極組成，兩極之間有電解質。在將化學能轉化為電能的反應中，離子通過電解質從陽極移動到陰極。

近年來，對脫碳的推動和對電動汽車的需求增加了對可持續(xù)生產(chǎn)能量密集陰極的關注。然而，傳統(tǒng)的處理方法面臨挑戰(zhàn)。

第一個障礙是對鈷的依賴，鈷是一種在少數(shù)國家開采和提煉的稀有金屬。這種對外國資源的依賴給美國制造業(yè)供應鏈和交通基礎設施帶來了風險。

鈷的可獲得性并不是唯一的問題。陰極中常見的其他金屬的平衡也會使制造過程更復雜、更危險。例如，高鎳濃度導致陰極生產(chǎn)中廣泛使用化學混合方法，這需要大量的氨進行腐蝕反應。使用這種有毒化學品不僅會增加成本、加劇健康和環(huán)境問題，還需浪費大量水來降低酸度。

ORNL的研究人員報告說，他們已經(jīng)開發(fā)出了一種更清潔、更便宜、更有效的方法，可以制造一種新型的無鈷高容量正極（陰極）材料。據(jù)悉，他們的水熱合成方法不是在反應器中不斷攪拌陰極材料與化學物質，而是使用溶解在乙醇中的金屬使陰極結晶。乙醇的儲存和處理比氨更安全，之后可以蒸餾和重復使用。

該項目的首席研究員，ORNL的Ilias Belharouak說，“這種新工藝提供了將陰極工業(yè)轉移到更清潔和更具成本競爭力的生產(chǎn)，同時減少環(huán)境負擔的關鍵優(yōu)勢。”

研究人員還稱，水熱合成方法制造起來也快得多，所需時間從原本的幾天下降到12小時。而且，所產(chǎn)生的材料具有更均勻、更圓、更緊密的顆粒，是陰極的理想材料，可以使整個電池在充電周期中都更加穩(wěn)定。

他們還稱，由于新陰極的性質類似于今天的鈷基陰極，這種新材料可以無縫地集成到現(xiàn)有的電池制造過程中。這項技術的專利也正在申請中，該技術已經(jīng)準備好大規(guī)模投入商業(yè)生產(chǎn)。

“這種正極材料可以提供更多的能量，并降低電動汽車電池的成本，”他們說。

關鍵詞： 陰極材料