更乾淨與更簡易的製程,美研發無鈷鋰離子電池

作者 | 發布日期 2022 年 12 月 07 日 15:32 | 分類 能源科技 , 鋰電池 , 電力儲存 line share follow us in feedly line share
更乾淨與更簡易的製程,美研發無鈷鋰離子電池


鋰離子電池應用範圍廣泛,因此如何打造環境更友善的電池,也是發展重點,最近美國科學家便透過毒性更小的材料,以及更簡易的製程打造出無鈷鋰離子電池。

鋰離子電池應用在手機 3C 產品、電動車跟大型電池儲能系統中,隨著淨零碳排趨勢延續,未來電池的需求也會愈來愈高。該電池的運作方法便是讓鋰離子在陰陽兩極間,透過電解質來回移動以發電,但現在的陰極技術高度仰賴「鈷」材料,全球超過三分之二鈷金屬來自有著童工與人權疑慮的剛果礦場,另一方面過於仰賴某種材料或是單一國家,也會對供應鏈跟運輸帶來風險。

因此美國國家橡樹嶺實驗室(ORNL )研究人員開發一種新的水熱合成(hydrothermal synthesis)方法,用更乾淨、更便宜、更高效的方法來製造新型無鈷高容量陰極材料。有別於過去在反應爐連續攪拌陰極材料跟化學物質,團隊改用溶解在乙醇的金屬、最後讓陰極結晶。

(Source:ORNL

團隊表示,比起氨氣,乙醇無論在儲存和處理方面都更加安全,之後還可以蒸餾和重複使用。ORNL 研究員 Ilias Belharouak 表示,這種新穎的工藝帶來新的優勢,可以將陰極產業轉型成更乾淨、更具成本競爭力的生產製程,同時也可以減輕環境負擔。

研究員 Rachid Essehli 表示,水熱合成法也可以加速製程,製造材料顆粒和準備下一批材料所需的時間從幾天減少到 12 小時,製造出來的材料顆粒也更均勻、更圓,可以緊密堆積非常適合應用在電池陰極。

雖說這也不是 ORNL 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週期內的穩定性。且新型製程也跟當今的含鈷陰極類似,新材料製程可以無縫整合到既有的電池製造程序中。Essehli 表示,目前也正在申請專利,準備擴大規模進行商業製造,「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」。

(首圖來源:pixabay