锂离子电池目前优势（如何让锂离子电池立于不败之地）

锂离子电池目前优势（如何让锂离子电池立于不败之地）相反，DRX阴极可以利用几乎任何金属代替镍和钴。伯克利实验室的研究人员将注意力集中在锰和钛的利用上，它们比镍和钴更丰富，成本更低。同样，目前世界上超过66%的镍被用于制造淬火钢。此外，世界上大部分的钴生产来自刚果民主共和国，俄罗斯、澳大利亚、菲律宾和古巴是主要的五大钴生产国。伯克利实验室电池研究员格布兰德·塞德（Gerbrand Ceder）是这次考试的共同负责人，他说：“我做阴极研究已经20多年了，一直在寻找新材料，DRX是我所见过的最好的新材料。”由于目前的NMC类别仅限于镍、钴和由锰制成的潜在部分，示范性锂粒子电池正朝着它的演示弯曲的终点前进，除非你转向新的阴极材料，而这正是DRX计划提供的东西。DRX材料具有巨大的组成适应性，这是难以置信的，因为事实上，你不仅能够在DRX阴极中利用各种丰富的金属，而且你还可以同样地利用任何种类的金属来解决在规划新电池的初始阶段可能出现的任何困难。这

在我们未来的电力世界中，对电池储存的兴趣预计将是巨大的，到2030年，电池的年产量将从现在的0.5太瓦时以下增加到2到10太瓦时。尽管如此，对于关键原油是否能满足未来需求的担忧仍在发展。锂粒子电池是未来很长一段时间内流行的创新产品，它的一部分由钴和镍制成，而这两种金属在全球市场上面临着严重的库存需求。

目前，经过劳伦斯伯克利国家实验室（Berkeley Laboratory）的长时间考察，研究人员在利用另一类材料制造电池阴极方面取得了重大进展，这种材料使电池具有与传统锂离子电池相当的能量厚度（如果不是更高的能量厚度的话），但是可以由合理和丰富的金属制成。这种新型材料被称为DRX，它代表了锂含量过多的分散岩盐，它是在10年前发明的，允许在没有镍或钴的情况下制作阴极。

拉维·普拉舍尔说：“堪称典范的锂粒子电池为我们提供了很好的服务，然而，当我们考虑到未来对能源储备的要求时，它对某些基本矿物的依赖不仅让我们发现了网络危害，而且还发现了生态和社会问题。”，伯克利实验室能源技术副实验室主任。”有了DRX材料，锂电池就有可能成为未来可行电池发展的基础。”

阴极是电池的两个端子之一，记录了超过33%的电池费用。目前，锂离子电池的阴极使用一种称为NMC的材料，其中镍、锰和钴是关键的固定件。

伯克利实验室电池研究员格布兰德·塞德（Gerbrand Ceder）是这次考试的共同负责人，他说：“我做阴极研究已经20多年了，一直在寻找新材料，DRX是我所见过的最好的新材料。”由于目前的NMC类别仅限于镍、钴和由锰制成的潜在部分，示范性锂粒子电池正朝着它的演示弯曲的终点前进，除非你转向新的阴极材料，而这正是DRX计划提供的东西。DRX材料具有巨大的组成适应性，这是难以置信的，因为事实上，你不仅能够在DRX阴极中利用各种丰富的金属，而且你还可以同样地利用任何种类的金属来解决在规划新电池的初始阶段可能出现的任何困难。这就是我们如此精力充沛的原因。”

钴镍生产网络

美国能源部（DOE）将重点放在这方面，以发现减少或消除电池中钴利用的方法。”“电池业务正面临巨大的资产危机，”塞德说事实上，即使在2太瓦时，世界范围内的利益预测范围较低，这将烧毁几乎整个目前的镍创造，与钴，我们是一个遥远的前景。今天的钴产量只有15万吨左右，2太瓦时的电池组需要2000千吨镍和钴的混合物。”

同样，目前世界上超过66%的镍被用于制造淬火钢。此外，世界上大部分的钴生产来自刚果民主共和国，俄罗斯、澳大利亚、菲律宾和古巴是主要的五大钴生产国。

相反，DRX阴极可以利用几乎任何金属代替镍和钴。伯克利实验室的研究人员将注意力集中在锰和钛的利用上，它们比镍和钴更丰富，成本更低。

Ceder说：“氧化锰和氧化钛的价格低于每公斤1美元，而钴的价格约为每公斤45美元，镍的价格约为18美元。”有了DRX，你就可以非常合理地储存能量。到那时，锂粒子达到了最高水平，可以在各地用于车辆、框架，我们可以真正使能源储存充足和合理。”

请求与分散

Ceder和他的团队在2014年创造了DRX材料。在电池中，准备进入阴极的锂粒子的数量和速度转化为电池的能量和力。在传统阴极中，锂粒子沿着明显的路径穿过阴极材料，并在变化的金属分子（通常是钴和镍）之间形成无瑕、高效的层。

塞德的收集发现，一个核结构杂乱的阴极可以容纳更多的锂，这意味着更多的能量，同时考虑到更广泛的组成部分，以填充作为进展金属。他们同样发现，在这片林间，锂粒子可以不需要太大的伸展而跳跃。

2018年，能源部能源效率和可再生能源办公室车辆技术办公室向伯克利实验室提供资金，对DRX材料进行“深入投入”。在橡树岭国家实验室、太平洋西北国家实验室和加州大学圣巴巴拉分校的研究人员的共同努力下，Ceder和GuoingChen驾驶的伯克利实验室小组在锂粒子电池DRX阴极的升级方面取得了巨大进展。

例如，电池充电的速度或电池对这些材料充电的速度起初很低，而且其可靠性也很差。考试组通过展示和实验发现了解决这两个问题的方法。利用氟化提高固体化的研究已广泛应用于先进功能材料和先进能源材料中；研究如何提高充电率，是由于天然能源中后期的分布。

由于DRX可以由各种组件制成，分析师们也在不断地削减哪一个组件是理想的使用，达到了慷慨、经济和执行力很好的甜点。”DRX现在已经与几乎整个间歇表协调起来了，”Ceder说。

伯克利实验室能源储存中心负责人诺埃尔·巴赫蒂安说：“这是科学在其最重要的披露中所体现的，将成为未来家庭、车辆和网络框架的基石。”伯克利实验室在电池研发方面取得了如此丰硕成果的原因是，我们的能力从中央披露到描述、组合和装配，就像能源市场和战略研究一样，是广泛而深刻的混合。我们必须与工业界和过去合作，共同努力处理真正的问题，从而激发我们在实验室里所做的世界驱动科学。”

快速推进

新电池材料普遍需要15-20年的推广；Ceder接受DRX材料的进展可以通过更大的组加快。”“在最近三年里，我们在经历了深刻的跳水之后取得了非凡的进展，”塞德说我们已经达成了一个决议，即我们已经为一个更大的群体做好准备，因此我们可以影响到具有更为复杂的能力的个人，使之真正完善。”

延长勘探组可以迅速行动，解决过剩问题，包括提高循环寿命（或电池在其寿命内重新通电和释放的场合），以及推进电解质，即允许阴极和阳极之间电荷的物质介质。自从在塞德实验室里创建以来，欧洲和日本的兔子也同样派出了巨大的DRX研究项目。

伯克利实验室能源科学副实验室主任杰夫·尼顿说：“电池的进步和能源储存的进步需要在材料的基本研究上取得进展。”伯克利实验室的能力、卓越的办公室以及尖端成像、计算和组合能力使我们能够以粒子和电子的大小来检查材料。我们已经非常准备好加快改进像DRX这样的有希望的清洁能源材料。”