不再有重金属了吗?新的IBM电池化学研究可以解决矿产资源问题

可充电锂离子电池 - 或者可能是 - 在许多清洁能源技术的心脏地带，从更高效的手机，以更好地电动车的分散式电源电网解决方案。一个报告上周发布的报告预测，在这些应用和其他尚未商业化的应用的推动下，从现在到2025年，该市场可能会经历22.6%的复合年增长率。

一些技术问题仍与该技术相关 - 比如是否可以容纳足够的电荷用于重型应用，例如卡车或备份替代品的最后几天，而不是几分钟，没有过于大而笨重。但是，除了它们，一个共同的反对对所有尺寸的锂离子电池的增加的依赖已用于构建它们的材料和由它们所提取的经常有问题的方法的长期可用性。

IBM Research的硅谷分部正在大力宣传一项材料科学创新，该创新可能会引起对这两个问题都感到担忧的公司的共鸣。IBM Research在半导体制造方面取得了许多突破。IBM电池实验室的科学家们表示，他们已经创造出了多种电池原型，这种电池使用的阴极不含钴和镍日益短缺。

钴尤其成问题。目前全球近60%的钴供应来自刚果民主共和国(DRC)，要弄清楚哪些钴来自哪里并不容易。的确,非正常死亡和伤害诉讼去年12月中旬，国际维权人士对科技公司苹果(Apple)、谷歌、戴尔(Dell)、微软(Microsoft)和特斯拉(Tesla)提起诉讼指控这五家公司和其他被告从使用非法童工的刚果民主共和国矿山购买钴。

在准备好的语句，苹果和戴尔否认故意非法采矿购买并承诺将继续监控其供应链对人权的侵犯。但争议提出新的压力，在很大程度上依赖于锂离子技术为当前和未来的收入，以确保其采购的生存能力的公司。

进入IBM的新发现。在一个关于试验的博客，年轻的惠娜，用于下一代电池与IBM的研究材料革新的经理，写了:

这种电池的材料可以从海水中提取，这为采用侵入性更小的原材料开采技术奠定了基础。

和这种新电池的成分一样有前途的是它的性能潜力。在最初的测试中，它证明了它可以被优化，在一些单独类别超过锂离子电池的能力，包括更低的成本，更快的充电时间，更高的功率和能量密度，强大的效率和易燃性。

这是一个听起来很棒的交响乐。因此，IBM挑选了三家公司进行进一步的研究也就不足为奇了:梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)的北美研发部门;电池电解液供应商Central Glass(与IBM合作20年);以及制造业初创企业Sidus Energy。

IBM research化学和材料研究高级经理鲍勃•艾伦(Bob Allen)表示:“这三家公司正在合作，试图在尽可能短的时间内将其变为商业现实。”

虽然IBM的博客对技术细节轻描淡写，但艾伦说碘是这种新化学物质的关键成分。这种元素在海菜中占主导地位，如海带、扇贝、虾和鳕鱼。

一个关键的突破是能够使用高闪点的阴极和电解质的组合，这意味着使用这种材料的锂离子电池理论上不那么易燃。

下面是IBM对硬币细胞大小的化学物质进行的另外三个测试结果:

1. 少于5分钟，需要80%的电量状态
2. 能量密度超过800 Wh/L，可与目前最先进的锂电池相媲美
3. 能源效率超过90%(衡量电池放电的能量比率超过充电所需的能量)

需要明确的是，我们需要做大量的测试来探索这些材料的可行性以及它们适合在哪里使用——不仅仅是不同的尺寸，还有不同的配方和不同的变量，比如在不同的温度条件下会发生什么。没人会说时间。“变革性技术需要能够规模化，”艾伦说。

但考虑到该试验台IBM的历史和它的其他发明，如原子力显微镜在半导体、固态物理和分子生物学近年来取得的诸多进展背后，这些实验可能会引起电池技术怀疑论者的共鸣。