En 1980, John Goodenough a inventé la première batterie rechargeable lithium-ion nécessitant du cobalt à Oxford.Les expériences ont montré que le cobalt a une densité énergétique très élevée et qu'il est particulièrement adapté aux batteries de petite taille qui nécessitent beaucoup d'énergie. Pour extraire le cobalt.
Figure 丨 John Goodenough
Aujourd'hui, la plupart des batteries lithium-ion commerciales utilisent du cobalt, mais cela coûte cher: à cette fin, il dérive une chaîne noire: Depuis longtemps, il y a eu des violations des droits humains en République du Congo, y compris l'exploitation minière. Comportement: les fabricants d'équipements électroniques et de véhicules électriques sont réticents à payer des prix élevés pour la fabrication et ne veulent pas participer à l'exploitation locale des droits de l'homme, réduisant ainsi graduellement la quantité de cobalt utilisée dans les batteries Matsushita Electric Co., Ltd. Ils ont annoncé à la fin du mois dernier qu'ils développaient des batteries qui ne nécessitent pas de cobalt, tandis que Goodenough et d'autres chercheurs qui ont développé des batteries sans cobalt aident également Panasonic.
La batterie a une électrode positive, généralement du graphite, et une électrode négative, une composition de lithium, de cobalt et d'oxygène.Pour les véhicules électriques, la partie électrode négative contient souvent plus de nickel que le produit électronique, ce qui réduit le cobalt. Utiliser, mais cela entraîne des coûts de traitement plus élevés et est plus susceptible de provoquer des incendies sur l'avion - par exemple, la batterie dans le Samsung Note 7. En revanche, les électrons sur les orbites externes des atomes de cobalt sont distribués par paires. Cela signifie qu'il est petit et dense et qu'il est facile de former une couche.
Figure O Minerai de cuivre brut de cobalt
Mais les chercheurs de la nouvelle génération de batteries, dont Goodenough, se tournent vers l'étude de matériaux tels que le manganèse et le fer, contrairement aux structures stratifiées, qui forment une structure de «basalte». Le dispositif est utilisé, mais actuellement la structure de sel gemme n'a pas encore la même densité d'énergie élevée que le cobalt ou le nickel.
Les chercheurs et les entreprises sont prêtes alternatives. « Parce que le cobalt est cher, donc les entreprises essaient de ne pas l'utiliser dans la fabrication de cellules », l'Université du Texas professeur de génie dit Goodenough. Au cours des deux dernières années, le cobalt prix multiplié par quatre. a ce stade, l'utilisation d'appareils électroniques portables sur le marché la plupart du cobalt, et l'avenir de la demande électrique de la batterie de voiture pour le cobalt est près de 1000 fois plus élevé que le téléphone mobile. avec le réchauffement climatique, plus De plus en plus de gens remplacent les voitures électriques à moteur à combustion interne par des moteurs électriques, ce qui, bien que ce soit une bonne chose pour la Terre, fait grimper le prix du cobalt.
Le cobalt est une autre production de métal de nickel et de cuivre dans le processus de sous-produit, mais il dispose également de sa propre forme dans la croûte terrestre, principalement à la mine en République démocratique du Congo. 2016, Washington Post pour la dernière chaîne d'approvisionnement de cobalt opaque L'enquête a révélé la situation de l'emploi des enfants et le manque de matériel minier nécessaire.
Certes, il existe d'autres façons d'éviter le risque d'exploitation: le recyclage du cobalt, cependant, parce que la durée de vie de la batterie lithium-ion est très longue, et les demande de produits électroniques sera de plus en plus élevé, afin d'acheter des batteries au lithium-ion dans les 10 prochaines années augmentera de façon significative, les experts en énergie de Massachusetts Institute of Technology représentation Elsa Olivetti. Octobre dernier, elle a publié un article, a conclu que l'offre de cobalt se développera rapidement pour répondre aux besoins des prochaines années, en particulier avec la montée des véhicules électriques en dépit des progrès au cours des huit derniers mois pour le développement open source et nouveau matériau d'anode de cobalt, elle écrivait encore: « pour l'instant, électrode à base de cobalt existe encore et étude d'une valeur, mais Les gens ont commencé à réduire progressivement l'utilisation d'éléments de cobalt, et l'utilisation de métaux stables et énergivores comme le phosphore et le fer pour fabriquer des électrodes négatives pour la batterie sera la tendance future.
En plus de la structure de sel gemme et en couches comme la batterie, les chercheurs développent des piles à l'état solide. Ces batteries au lithium ont besoin de plus, mais pas nécessairement le cobalt, et est beaucoup plus sûr que les batteries classiques lithium-ion. BMW, Toyota et Honda Motor Co. étudient ces cellules, mais Olivetti que la technologie ne répond pas à la demande du marché en 2025. avant cela, la société va essayer de réduire l'utilisation de batteries contenant du cobalt. Apple et Samsung et d'autres sociétés ont adhéré à l'Initiative responsable de cobalt le plan, engagé à l'amélioration de la pollution de l'environnement et de l'impact social négatif de cobalt dans le processus de production. Plus récemment, Apple a commencé à acheter directement des mineurs au cobalt, fournisseurs de cobalt pour assurer des conditions de sécurité de production nécessaires pour atteindre le niveau de l'industrie.
96 ans Goodenough considèrent encore l'application du cobalt. Bien qu'il ait mis au point un cobalt ne nécessite pas de piles, il n'a toujours pas pensé à l'utilisation du cobalt et de lithium se retirera de la scène de l'histoire. Bien que coûteux à produire, ses premiers modèles de batteries au lithium encore il a une très bonne applications potentielles.
