隨著動力電池需求的不斷攀升，市場上鈷和鎳等稀有金屬的的價格也水漲船高，最近《自然·材料》上的一篇報道顯示，美國科學家正在開發鋰電池代替產品，從而減少對稀有金屬的依賴。

據了解，電動車鋰電池中最常用的正極（陰極）材料是鎳、錳和鈷三元材料（NMC）以及鎳、鈷和鋁三元材料（NCA）。由于鈷的價格越來越高，也越來越稀缺，一些電池制造商正通過提高鎳的含量（含量可達鈷的八倍）來生產低鈷含量的正極。

據了解，來自美國佐治亞理工學院的研究人員則開發了一種新型陰極和電解質系統，可以用用低成本的過渡金屬氟化物和固體聚合物電解質代替昂貴的金屬和傳統的液體電解質。

圖 | 研究人員Gleb Yushin、Kostiantyn Turcheniuk

其中新型陰極由氟化鐵活性材料和固體聚合物（一種塑料）電解質納米復合材料制造，為了制造這種新型陰極，研究人員開發了將固體聚合物電解質滲入到預制氟化鐵電極的工藝，然后對陰極結構進行整體熱壓，以增加密度并減少空隙。

而聚合物電解質的主要優點在于，循環時彎曲和適應氟化鐵溶脹的能力強，并且能與氟化鐵形成非常穩定的柔性界面，解決了先前電池設計中使用氟化鐵出現的膨脹和大量副反應等問題。

最關鍵的是，新型氟化鐵陰極的鋰容量是傳統鈷或鎳陰極的兩倍多，但鐵的價格僅為鈷的三百分之一，鎳的一百五十分之一。

同時，研究人員測試了這種新型固態電池在50度高溫下超過300次充電和放電循環的性能，結果顯示，增強電池性能的關鍵是固體聚合物電解質。

所以之后他們的目標主要是新開發和改進固體電解質，使其滿足快充功能，同時嘗試將固體電解質和液體電解質有機結合后，讓其與大型電池工廠使用的傳統電池制造技術兼容。

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