鋰電大突破在即？全新陰極材料可完美替代鈷 效能更佳也更便宜

財聯社上海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）的研究人員開發了一種生產鋰離子電池關鍵部件的新方法。據稱，利用這種方法生產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。

在現代生活中，從電器到手機，以及大多數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，離子透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生產能量密集陰極的關注。然而，傳統的處理方法面臨挑戰。

第一個障礙是對鈷的依賴，鈷是一種在少數國家開採和提煉的稀有金屬。這種對外國資源的依賴給美國製造業供應鏈和交通基礎設施帶來了風險。

鈷的可獲得性並不是唯一的問題。陰極中常見的其他金屬的平衡也會使製造過程更復雜、更危險。例如，高鎳濃度導致陰極生產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，他們已經開發出了一種更清潔、更便宜、更有效的方法，可以製造一種新型的無鈷高容量正極（陰極）材料。據悉，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，之後可以蒸餾和重複使用。

該專案的首席研究員，ORNL的Ilias Belharouak說，“這種新工藝提供了將陰極工業轉移到更清潔和更具成本競爭力的生產，同時減少環境負擔的關鍵優勢。”

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週期中都更加穩定。

他們還稱，由於新陰極的性質類似於今天的鈷基陰極，這種新材料可以無縫地整合到現有的電池製造過程中。這項技術的專利也正在申請中，該技術已經準備好大規模投入商業生產。

“這種正極材料可以提供更多的能量，並降低電動汽車電池的成本，”他們說。