“中美研究人员探讨钴在电池中起到的作用 以开发更比较有效的无钴正极”

目前世界上许多汽车企业都在投资开发电动汽车，这有助于减少温室气体的排放量。 电动汽车需要高性能、耐久性、高能效的大型充电电池。 但是，近年来，由于原材料供给跟不上，特别是第一正极成分钴( co )，电池价格不断上升。 技术人员和化学家正在寻找替代材料，以代替普通正极中的钴，用于可充电电池。 为了有效地替代钴，这些材料必须具有类似的性能，但必须价格低廉或容易获得。

(图像来源: pkusz )

据外国媒体报道，美国阿尔贡国家实验室( argonne national laboratory )和中国北京大学深圳研究生院的研究人员进行了研究，以便更好地了解钴在可充电电池中的作用，为新的无钴正极的设计提供新闻

研究人员说:“正在研究富钴正极和代替锰的无钴正极等钴在专门设计的系统中所起的作用。”

目前提出的许多无钴正极中含有较多的锂和镁，其中之一有望代替钴基正极，但由于容量和稳定性不足，大多不适合大规模商用。 因此，探索无钴替代材料的研究大多集中在层状氧化物正极，例如富镍层状氧化物正极。 一般来说，富镍层状氧化物正极具有高容量和高能量密度。 但是，事实证明，直接使用镍代替钴是不可能的，因为它会大大降低电池的性能和热稳定性。 通过这次的研究，我们想深入理解钴在电池正极中发挥如此重要的作用的原因。 在此基础上，找出了可以实现类似性能的替代富镍成分，为充电电池设计了更好的无钴正极。

研究人员用最先进的方法识别了钴的内在属性，并将相关过程与富镍无钴正极发生的过程进行了比较。 以往的研究表明，正极含有大量的镍，电池容量的衰减可能会更快。 但是，此次研究表明，钴在高电压下实际上比镍更具破坏性。 研究人员说，我们的研究结果表明，钴在快速容量和/或结构退化方面起着不可否认的作用，同时钴比镍在更高的电压下更具破坏性。 ”。 另外，用锰代替钴，可以比较有效地减轻破坏性的影响，实现更好的高电压性能。

总体上，该团队发现了一系列形态和结构分解机制，可以解释富钴正极容量随时间迅速衰减的原因。 该研究对设计高性能廉价的无钴电池具有重要的指导意义。 基于这些发现，研究人员提出了一系列无钴正极材料，验证了这些材料具有良好的性能，将来有望应用于可充电电池，并有望大规模商用。