美国麻省理工学院（MIT）又有一项新的突破，开发出一种不需要钴的有机正极材料，可以在能量密度不减的情况下，直接把现有锂离子电池的成本降到一半甚至1/3，并且可以实现6分钟充放电，以及超过2000次的更长循环寿命。
目前大多数电动汽车使用的电池里都含有钴，不仅价格昂贵，而且开采过程中存在环境和社会成本。科学家们一直在寻找替代材料，比如锂铁磷酸盐（LFP）已开始在电动汽车中使用，但能量密度仅有钴镍电池的一半左右，导致续航里程的缩短。
科学家们于是想到了地球上丰富而又便宜的有机材料，理论上它们可以作为锂离子、钠离子甚至锌离子电池正极材料的理想替代品，然而有机材料又有电导性较差、实际储能容量低或循环性能差等短板，迄今为止仍然没有可以与无机正极材料竞争的应用。
几年前，麻省理工能源教授米尔恰·丁卡（Mircea Dincă）的实验室在为一个兰博基尼资助的项目开发电动汽车有机电池时，偶然发现了一种名为TAQ（双四氨基苯醌）的全有机材料，表现出极为强大的导电性。
这种材料具有类似石墨的多层结构，其化学组成中的醌和胺基团让材料具有高稳定性和不溶性，从而可以延长电池的使用寿命。这是因为有机材料的主要退化方式，就是会溶解到电解液中，穿过隔膜到另一极，从而造成短路，降低电池性能，缩短电池使用寿命。
在对这种材料的测试中，研究人员发现，经过优化的TAQ正极材料具有306毫安时/克的储能容量，以及765瓦时/千克的能量密度，不仅超过了大多数基于钴的正极，而且能在短至6分钟内完成充放电。更令人惊异的是，在经过了2000次充放电循环后，电池仍然只有极小的性能退化，这意味着通过改善有机电极材料的稳定性，可以显著提高锂离子电池的寿命和可靠性，使它们成为更加可持续和长效的能源存储解决方案。
这是一个什么概念呢？这意味着TAQ有机复合材料的导电性和储能能力都与传统含钴电池相当，而充放电速度比现有电池更快，可以加快电动汽车的充电速率。虽然为了提高材料的稳定性，以及与电池电流收集器（通常由铜或铝制成）的附着力，研究人员添加了少量纤维素和橡胶等填充材料，但这些填料只占正极复合物总量的不到十分之一，所以不会显著降低电池的储存容量。
最关键的是，制造这类正极所需的主要材料是醌前体和胺前体，都是已经在大量生产和应用的商业化学物，研究人员估计，组装这些有机电池的材料成本，可能只是钴电池成本的三分之一到一半！这意味着在所有相关指标上，这种正极材料都可以和现有锂离子电池正极形成竞争。
目前兰博基尼已经获得了这项技术的专利许可，丁卡教授的实验室准备继续开发其他替代电池材料，并探索用钠或镁替代锂，进一步降低锂离子电池的成本，这是要对现有锂电体系进行降维打击吗？
不过这项技术还处于实验室阶段，能不能应用还是一个未知数，即使能够应用，可能也还有很长的路要走。
这项研究发表在1月18日《ACS Central Science》杂志上。
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