高容量和可靠的可充電電池是許多設備甚至運輸方式的關鍵組成部分。它們在全球經濟向綠色世界的轉變中發揮著關鍵作用。然而，它們的生產中使用了各種各樣的元素，包括鈷，鈷的生產會造成一些環境、經濟和社會問題。
近期，由東京大學領導的一組研究人員在這方面取得了突破。它們首次提出了一種可行的鈷替代品，在某些方面可以超越最先進的電池化學，并在大量的充電循環中持續工作。最新研究結果已于近期發表在了《自然-永續性》上。
眾所周知，鈷被廣泛用于鋰離子電池的關鍵部分——電極。然而實際上，鈷還是一種稀有元素，它非常罕見，目前只有一個主要來源：位于剛果民主共和國的一系列礦山。多年來，關于這些礦山的環境后果以及那里的勞動條件，包括使用童工，已經產生了許多問題。
此外，從供應的角度來看，由于該地區的政治和經濟不穩定，鈷的來源也是一個問題。
東京大學化學系統工程系的Atsuo Yamada教授說：“為了改進鋰離子電池，我們想要從使用鈷過渡到不使用鈷的原因有很多。”
“對我們來說，這是一個技術挑戰，但它的影響可能是環境、經濟、社會和技術多方面的。我們很高興地報告說，通過在電極中使用一種新的元素組合，即鋰、鎳、錳、硅和氧。我們找到了鈷的新替代品，而且這些元素在生產和使用中都更常見，問題也更少。”他補充道。
據悉，該團隊創造的新電極和電解質不僅不含鈷，而且在某些方面實際上改善了當前電池的化學性質。新型鋰電池的能量密度比市售的其他鋰電高出約60%，它可以提供4.4伏的電壓，而傳統的鋰電池只能提供3.2-3.7伏電壓。
但最令人驚訝的技術成就之一是改進了充電特性。使用新化學物質的測試電池能夠在1000次循環中完全充放電（模擬3年的完全使用和充電），同時只損失約20%的存儲容量。
Yamada說，“我們還有一段路要走，還需要進一步提高安全性和壽命。目前，我們相信這項研究將為許多應用帶來改進的電池，但一些需要極端耐用性和壽命的應用可能還不能滿足。”
