美研新材料降電池成本

    鋰離子電池價格近期出現十多年來的首次飆升，由於鋰、鈷和鎳等電池金屬價格飆升，加上零部件成本上升，導致電池組價格比去年同期上漲百分之七左右，預計將對電動汽車業帶來挑戰。美國科學家日前發佈消息稱，研究團隊已開發出一種生產鋰離子電池陰極的新方法，生產出了新型無鈷高容量鋰離子陰極材料。這種方法有望使科學家們使用毒性更低材料，更快更高效地研製出更加物美價廉的鋰離子電池。

    目前，手機及大多數電動汽車內使用的鋰離子電池都由一個陰極和一個陽極組成，中間有電解質，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。在脫碳和電動汽車需求量大增的時代下，社會對能量密集型陰極的需求也與日俱增，但傳統生產方式面臨不少挑戰，首先是對稀土元素鈷的依賴，其次是現有製造過程耗時長且較危險。美國能源部下屬的國家實驗室科學家開發出更清潔、更便宜、更有效的水熱合成法，製造出了一款新型無鈷高容量陰極材料。研究人員指出，新方法不是在反應器中用化學物質不停攪動陰極材料，而是使用溶解在乙醇中的金屬使陰極結晶。此外，與氨相比，乙醇的儲存和處理更安全，乙醇在常溫常壓下是一種易燃、易揮發的無色透明液體。在精細化工行業, 乙醇作為重要的有機溶劑和原始化工材料參與各種精細化工產品的合成、生產、萃取和提純。此外，使用溶解在乙醇中的金屬使陰極結晶可重複使用。

    研究人員稱，這種方法使他們能更清潔、更具成本競爭力地製造出陰極材料，同時降低了環境影響，也提升了生產效率，製備時間從幾天縮減到十二小時。

    研究團隊強調，利用該方法生產出來的材料擁有更均勻、更圓潤、更緊密的顆粒，是陰極的理想選擇。更重要的是，由於性能與現在普遍使用的鈷基陰極相似，新材料可無縫集成到現有電池製造工藝中。此次新開發的材料，雖說這不是研究團隊第一次開發出有效的無鈷材料組合，但新型材料能確保充電周期內的穩定性。

    研究人員指出，鋰的價格自二○二一年初以來上漲了十倍，鎳的價格上漲了百分之七十五，而今年鈷的價格是二○二○年平均價格的兩倍多。目前這種陰極材料也正在申請專利，後續將作更多的試驗與測試，務求最大限度降低成本。明年稍後時間將擴大規模進行商業製造，屆時這種陰極材料可以提供更多電量並降低電動車電池的成本。

    多    姿