材料科學家表示 我們應該開始規(guī)劃大型鋰離子電池的需求

研究人員從一個角度說，構成鋰離子電池的關鍵材料，包括錳，鎳和石墨，可能有足夠的供應來滿足電動汽車和便攜式電子產(chǎn)品需求的預期長期增長10月11日發(fā)表在Joule雜志上。他們對鋰離子電池供應鏈的首次分析確定了獲得鋰和鈷的短期挑戰(zhàn)，這可能會受到市場反應的緩解，以及新的陰極材料取代鈷的潛在發(fā)展。

“我們在材料可用性方面看到的主題是，人們常常擔心是否有足夠的x來滿足新的需求，”麻省理工學院材料科學家Elsa Olivetti說。“你最終會大肆炒作而沒有經(jīng)過時刻關心挑戰(zhàn)的位置，所以讓我們在適當?shù)牡胤娇只拧?rdquo;

鋰離子電池對電動汽車越來越有吸引力，因為它們重量輕，功能強大且可充電。像所有電池一樣，鋰離子電池由陽極(通常為石墨)，陰極(通常為鋰，鈷，鎳和/或錳的氧化物)和用于輸送電荷的液體電解質(zhì)(鋰和其他鋰的溶液)組成。離子)。

根據(jù)公開數(shù)據(jù)，研究人員評估了每種元素的可用性，發(fā)現(xiàn)鈷最容易受到潛在供應鏈問題的影響。鋰不太受關注，因為即使需求在不久的將來會大幅增加，也可以從各種來源開采，包括巖鹽和海水，并且在包括澳大利亞，智利和阿根廷在內(nèi)的幾個國家都有很多。大部分鈷是從剛果民主共和國開采的，它引入了地緣政治和供應鏈中斷的潛力。然而，鈷目前在回收方面是經(jīng)濟的，這有助于提高其長期可用性。

“今天，只有不到1%的汽車行業(yè)擁有任何水平的電氣化，而且?guī)缀跻话氲匿囯x子電池已經(jīng)進入汽車領域。所以我們看到將會對一些必要的資源產(chǎn)生巨大的推動作用。 “加州大學伯克利分校材料科學與工程系的共同作者Gerbrand Ceder說。“我們寫了這篇論文，所以人們不會想，'哦，如果我用完鈷，我就會轉(zhuǎn)向別的東西。' 業(yè)界可以開始規(guī)劃和避免實際的資源問題。“

研究人員預測，到2025年鈷的供需可能會變得不平衡，但他們提出了兩個長期戰(zhàn)略來應對金屬增強回收和開發(fā)新技術的需求。鈷對鋰離子電池非常有吸引力，因為該元素可以產(chǎn)生穩(wěn)定的陰極材料。不含鈷的陰極不能與鈷基陰極相媲美，但最近的研究表明，其他陰極化合物與其他金屬，如錳，鉬，鈦或鉻，可以起到替代作用。

該研究的一個局限是它是靜態(tài)的，并沒有考慮到幾乎肯定會影響電池供應的世界事件，如颶風或戰(zhàn)爭。供應能否滿足需求還取決于市場對資源可用性增加或減少的反應。

“做出預測很難，但我確實認為論文中的信息將教育我們所有人。” 塞德說。Olivetti補充道：“我們希望確保每個人都在考慮這些問題，并確保我們能夠在我們計劃的任何時間內(nèi)找到合適的解決方案。”