材料科學(xué)家表示 我們應(yīng)該開(kāi)始規(guī)劃大型鋰離子電池的需求

研究人員從一個(gè)角度說(shuō)，構(gòu)成鋰離子電池的關(guān)鍵材料，包括錳，鎳和石墨，可能有足夠的供應(yīng)來(lái)滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)和便攜式電子產(chǎn)品需求的預(yù)期長(zhǎng)期增長(zhǎng)10月11日發(fā)表在Joule雜志上。他們對(duì)鋰離子電池供應(yīng)鏈的首次分析確定了獲得鋰和鈷的短期挑戰(zhàn)，這可能會(huì)受到市場(chǎng)反應(yīng)的緩解，以及新的陰極材料取代鈷的潛在發(fā)展。

“我們?cè)诓牧峡捎眯苑矫婵吹降闹黝}是，人們常常擔(dān)心是否有足夠的x來(lái)滿(mǎn)足新的需求，”麻省理工學(xué)院材料科學(xué)家Elsa Olivetti說(shuō)。“你最終會(huì)大肆炒作而沒(méi)有經(jīng)過(guò)時(shí)刻關(guān)心挑戰(zhàn)的位置，所以讓我們?cè)谶m當(dāng)?shù)牡胤娇只拧?rdquo;

鋰離子電池對(duì)電動(dòng)汽車(chē)越來(lái)越有吸引力，因?yàn)樗鼈冎亓枯p，功能強(qiáng)大且可充電。像所有電池一樣，鋰離子電池由陽(yáng)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(kāi)數(shù)據(jù)，研究人員評(píng)估了每種元素的可用性，發(fā)現(xiàn)鈷最容易受到潛在供應(yīng)鏈問(wèn)題的影響。鋰不太受關(guān)注，因?yàn)榧词剐枨笤诓痪玫膶?lái)會(huì)大幅增加，也可以從各種來(lái)源開(kāi)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(gè)國(guó)家都有很多。大部分鈷是從剛果民主共和國(guó)開(kāi)采的，它引入了地緣政治和供應(yīng)鏈中斷的潛力。然而，鈷目前在回收方面是經(jīng)濟(jì)的，這有助于提高其長(zhǎng)期可用性。

“今天，只有不到1%的汽車(chē)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(jìn)入汽車(chē)領(lǐng)域。所以我們看到將會(huì)對(duì)一些必要的資源產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。 “加州大學(xué)伯克利分校材料科學(xué)與工程系的共同作者Gerbrand Ceder說(shuō)。“我們寫(xiě)了這篇論文，所以人們不會(huì)想，'哦，如果我用完鈷，我就會(huì)轉(zhuǎn)向別的東西。' 業(yè)界可以開(kāi)始規(guī)劃和避免實(shí)際的資源問(wèn)題。“

研究人員預(yù)測(cè)，到2025年鈷的供需可能會(huì)變得不平衡，但他們提出了兩個(gè)長(zhǎng)期戰(zhàn)略來(lái)應(yīng)對(duì)金屬增強(qiáng)回收和開(kāi)發(fā)新技術(shù)的需求。鈷對(duì)鋰離子電池非常有吸引力，因?yàn)樵撛乜梢援a(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(gè)局限是它是靜態(tài)的，并沒(méi)有考慮到幾乎肯定會(huì)影響電池供應(yīng)的世界事件，如颶風(fēng)或戰(zhàn)爭(zhēng)。供應(yīng)能否滿(mǎn)足需求還取決于市場(chǎng)對(duì)資源可用性增加或減少的反應(yīng)。

“做出預(yù)測(cè)很難，但我確實(shí)認(rèn)為論文中的信息將教育我們所有人。” 塞德說(shuō)。Olivetti補(bǔ)充道：“我們希望確保每個(gè)人都在考慮這些問(wèn)題，并確保我們能夠在我們計(jì)劃的任何時(shí)間內(nèi)找到合適的解決方案。”