1980 erfordert John Goodenough Oxford Erfindung zunächst ein Lithium-Ionen-Akku Kobalt Experimente zeigen, dass die Energiedichte von Kobalt ist sehr hoch, vor allem für kleine Volumen, aber erfordert eine große Energiezelle. Goodenough, durch die Präambel Teils der Erwärmung ihres Um Kobalt zu extrahieren.
Abbildung 丨 John Goodenough
Heute sind die meisten kommerziellen Lithium-Ionen-Batterien Kobalt verwendet werden, aber es ist teuer, dies zu tun, gelaicht es eine schwarze Interessen der Kette: für eine lange Zeit, in der Republik Kongo gibt es Menschenrechtsverletzungen, einschließlich der Kinderarbeit im Bergbau das Verhalten von elektronischen Geräten und Elektroautos Unternehmen nicht einen hohen Preis für die Fertigung, zahlen aber auch nicht wollen, in lokal über die Menschenrechte der Ausbeutung zu beteiligen, so dass sie allmählich die Menge an Kobalt-Batterien. Teslas Batterielieferanten, Panasonic reduzieren am Ende des letzten Monats bekannt gegeben, dass sie die Batterie entwickeln erfordern kein Kobalt. Kobalt eine batterielose Goodenough und andere Forscher vorgesehen Hilfe zu Panasonic auch entwickelt hat.
Batterie hat eine positive Elektrode, die typischerweise aus Graphit, und einer negativen Elektrode, um ein zusammengesetztes Lithium, Kobalt und Sauerstoff in einer Elektrofahrzeug-Batterie, der negativer Elektrodenabschnitt oft mehr Elektronik als die Nickelkomponente enthält, obwohl dies das Kobalt reduziert verwenden, aber es bringt höhere Kosten und eine einfachere Handhabung im Flugzeug Feuer - z. B. Samsung Stück Batterie Anmerkung 7 im Gegensatz dazu ist die Außenschiene auf der elektronischen Verteilung der Kobaltatom gepaart Dies bedeutet, es ist klein und dicht, und es ist leicht, eine Schicht zu bilden.
Abbildung 丨 Rohkobalt-Kupfererz
Die Forschung ist eine neue Generation von Forschern, einschließlich Goodenough Zelle, einschließlich Materialien wie Eisen und Mangan drehen. Im Gegensatz zu einer Schichtstruktur, wobei diese Elemente in einigem Steinsalz ein ‚Steinsalz‘ (Steinsalz) Struktur bilden, hat die negative Elektrode, umfassend Das Gerät wird verwendet, aber die Steinsalzstruktur hat derzeit noch nicht die gleiche hohe Energiedichte wie Kobalt oder Nickel.
Forscher und Unternehmen sind bereit für Alternativen: "Da Kobalt teuer ist, versuchen Unternehmen, es nicht in der Batterieherstellung zu verwenden", sagte Goodenough, Professor für Ingenieurwissenschaften an der Universität von Texas. In den letzten zwei Jahren hat Kobalt Der Preis hat sich vervierfacht: In diesem Stadium wird der Großteil des auf dem Markt befindlichen Kobalts durch tragbare elektronische Geräte verbraucht, und der zukünftige Bedarf an Kobalt für Elektrofahrzeug-Akkupacks wird fast 1000-mal höher sein als der von Mobiltelefonen Immer mehr Menschen ersetzen Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor durch elektrische - obwohl das für die Erde gut ist, treibt es den Kobaltpreis in die Höhe.
Kobalt ist eine anderes Metall Produktion von Nickel und Kupfer in dem Prozess des Nebenprodukts, sondern es verfügt auch über eine eigene Form in der Erdkruste, vor allem in der Mine in der Demokratischen Republik Kongo. 2016, Washington Post für die Vergangenheit undurchsichtigen Kobalt Lieferkette Die Untersuchung ergab die Situation der Kinderarbeit und den Mangel an notwendigen Bergbaumaschinen.
Es gibt zwar andere Möglichkeiten, gefährlichen Bergbau zu vermeiden: Recycling von Kobalt Da Lithium-Ionen-Batterien jedoch eine lange Lebensdauer haben und die Nachfrage nach elektronischen Produkten steigt, ist es wichtig, in den nächsten 10 Jahren Lithium-Ionen-Batterien zu kaufen. Die Menschen werden deutlich zunehmen, sagte Elsa Olivetti, Expertin für Energieforschung am Massachusetts Institute of Technology, die im Oktober letzten Jahres einen Artikel veröffentlichte, in dem sie zu dem Schluss kam, dass das Kobaltangebot schnell wachsen und den Bedarf der nächsten Jahre decken wird. Mit dem Aufstieg von Elektrofahrzeugen, trotz der Fortschritte in der Entwicklung neuer negativer Materialien und der offenen Quelle von Kobalt in den letzten acht Monaten, schrieb sie immer noch: "Derzeit gibt es noch Kobaltelektroden, die untersucht wurden. Aber Die Menschen haben begonnen, den Einsatz von Kobaltelementen schrittweise zu verringern, und der Einsatz von stabilen, energieintensiven Metallen wie Phosphor und Eisen zur Herstellung von negativen Elektroden für Batterien wird der Trend der Zukunft sein.
Zusätzlich zu Batterien mit Schicht- und Steinsalz-Struktur entwickeln Forscher Festkörperbatterien, die zwar mehr Lithium, aber nicht unbedingt Kobalt benötigen und viel sicherer sind als bestehende Lithium-Ionen-Batterien. Toyota und Honda Motor Co. studieren diese Zellen, aber Olivetti, dass die Technologie nicht die Marktnachfrage im Jahr 2025 vor diesem gerecht zu werden, wird das Unternehmen versuchen, die Verwendung von kobalthaltigen Batterien zu reduzieren. Apple und Samsung und anderen Unternehmen haben die Responsible Kobalt Initiative beigetreten Der Plan sieht vor, die Umweltverschmutzung und nachteilige soziale Auswirkungen bei der Herstellung von Kobalt zu verbessern.Vor kurzem hat Apple damit begonnen, Kobalt direkt bei den Bergleuten zu kaufen, um sicherzustellen, dass die Bedingungen für die Produktionssicherheit des Kobaltlieferanten den Anforderungen der Industrie entsprechen.
96-jährige Goodenough noch die Anwendung von Kobalt in Betracht ziehen. Obwohl er ein Kobalt benötigt keine Batterien entwickelt hat, er noch nicht denken, die Verwendung von Lithium-Kobalt von der Bühne der Geschichte zurückziehen wird. Obwohl teuer, seine frühen Entwürfe von Lithium-Batterien zu produzieren Hat immer noch ein sehr gutes Anwendungspotential.
