高容量和可靠的可充电电池是许多设备甚至运输方式的关键组成部分。它们在全球经济向绿色世界的转变中发挥着关键作用。然而，它们的生产中使用了各种各样的元素，包括钴，钴的生产会造成一些环境、经济和社会问题。
近期，由东京大学领导的一组研究人员在这方面取得了突破。它们首次提出了一种可行的钴替代品，在某些方面可以超越最先进的电池化学，并在大量的充电循环中持续工作。最新研究结果已于近期发表在了《自然-永续性》上。
众所周知，钴被广泛用于锂离子电池的关键部分——电极。然而实际上，钴还是一种稀有元素，它非常罕见，目前只有一个主要来源：位于刚果民主共和国的一系列矿山。多年来，关于这些矿山的环境后果以及那里的劳动条件，包括使用童工，已经产生了许多问题。
此外，从供应的角度来看，由于该地区的政治和经济不稳定，钴的来源也是一个问题。
东京大学化学系统工程系的Atsuo Yamada教授说：“为了改进锂离子电池，我们想要从使用钴过渡到不使用钴的原因有很多。”
“对我们来说，这是一个技术挑战，但它的影响可能是环境、经济、社会和技术多方面的。我们很高兴地报告说，通过在电极中使用一种新的元素组合，即锂、镍、锰、硅和氧。我们找到了钴的新替代品，而且这些元素在生产和使用中都更常见，问题也更少。”他补充道。
据悉，该团队创造的新电极和电解质不仅不含钴，而且在某些方面实际上改善了当前电池的化学性质。新型锂电池的能量密度比市售的其他锂电高出约60%，它可以提供4.4伏的电压，而传统的锂电池只能提供3.2-3.7伏电压。
但最令人惊讶的技术成就之一是改进了充电特性。使用新化学物质的测试电池能够在1000次循环中完全充放电（模拟3年的完全使用和充电），同时只损失约20%的存储容量。
Yamada说，“我们还有一段路要走，还需要进一步提高安全性和寿命。目前，我们相信这项研究将为许多应用带来改进的电池，但一些需要极端耐用性和寿命的应用可能还不能满足。”
