Wat zijn de nieuwe doorbraken in de onderzoeksvoortgang van materialen voor lithiumbatterijen

Vanwege de beperkingen van de lithiumbatterijtechnologie hebben nieuwe energievoertuigen een laag bereik, een korte levensduur (lage laad- en ontlaadtijden) en een hoge dempingssnelheid, wat de grootschalige toepassing van nieuwe energievoertuigen belemmert. Onlangs hebben Zuid-Korea en Japan achtereenvolgens doorbraken aangekondigd op het gebied van materiaaltechnologie voor lithiumbatterijen, en de kosten van lithiumbatterijen zullen in de toekomst dalen.

Op de 5e Nationale Wetenschaps- en Technologie-innovatieconferentie en het 4e Power Energy Summit Forum deelden professor Wu Feng van het Beijing Institute of Technology en de aanwezige gasten de onderzoeksvoortgang van krachtige lithiumbatterijen en aanverwante materialen.

De aanzienlijke vraag van het land heeft een nieuwe sprong in de ontwikkeling van krachtige lithiumbatterijen bevorderd. Terwijl de veiligheid wordt gewaarborgd, vormen nieuwe typen lithiumbatterijen met een hoog energieverbruik, een hoog vermogen, een lange levensduur, lage kosten en geen vervuiling industrieën en komen ze op de markt volgens verschillende gebruikersbehoeften. Wu Feng zei dat de technologische integratie tussen nikkel-waterstofbatterij, lithium-ionbatterij, nieuwe systeembatterij met hoge specifieke energie en supercondensator erg belangrijk is. Deze technologie-integratie zelf is ook een technologische innovatie. Het zal een nieuw hoofdstuk openen voor de ontwikkeling van nieuwe secundaire batterijen in China, samen met internet!

Bij de ontwikkeling van krachtige lithiumbatterijen worden de volgende problemen geconfronteerd: kan een nieuwe generatie batterijen met een hoge specifieke energie worden gebouwd? Kunnen we de veiligheids- en betrouwbaarheidsproblemen van batterijen oplossen? Kan de lange levensduur van de batterij worden bereikt? Kan de kosteneffectiviteit van batterijen worden verbeterd?

In 2015 bedroeg de energiedichtheidsindex van krachtige lithium-ionbatterijen 120-180Wh/kg, en de belangrijke materiaalsystemen waren lithiumijzerfosfaatgrafiet en ternair grafiet. De energiedichtheidsindex van de nieuwe generatie lithium-ionbatterijen in 2020 is: rijk lithium (250 mAh/g) - negatieve silicium-koolstofelektrode: batterijcel 300 Wh/kg.

De verbetering van de energiedichtheid in lithium-ionbatterijen houdt niet alleen verband met positieve en negatieve elektrodematerialen, maar vereist ook hogere eisen aan de gebruikte elektrolyt. Wu Feng verklaarde dat met behulp van NCM ternaire positieve elektrodematerialen en Si/C negatieve elektrodematerialen een lithium-ionbatterij met hoge specifieke energie en een energiedichtheid van 319 Wh/kg kan worden vervaardigd.

Met betrekking tot de voortgang van het onderzoek naar het materiaalsysteem van lithiumbatterijen met een vermogen van 300Wh/kg stelde Wu Feng dat de invloed van het tweewaardige nikkelgehalte op het lithium-nikkel-mengfenomeen in het ternaire kathodemateriaal met een hoog nikkelgehalte NCM811 werd onderzocht. Er werd gevonden dat het toevoegen van een stoichiometrische verhouding lithium het gehalte aan tweewaardig nikkel in het materiaal kan verhogen, waardoor de lithiumnikkelmenging in het materiaal wordt verminderd en de cyclische stabiliteitsprestaties van het materiaal worden verbeterd. Bovendien werd een ternair kathodemateriaal met een hoog nikkelgehalte (LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2) met superieure groei van het 010-kristalvlak bereid, en elektrochemische metingen lieten zien dat het materiaal uitstekende snelheidsprestaties heeft. En ontwerp en ontwikkel een sferische hiërarchische structuur met elektrochemische actieve oppervlaktevoordeelgroei, waardoor de snelheidscycli-eigenschappen en snelheidsprestaties van op lithiumrijke mangaan gebaseerde materialen voor lithium-ionbatterijen aanzienlijk worden verbeterd.

Bij het onderzoek naar negatieve elektrodematerialen werden SiO/CNx-composietelektroden zonder bindmiddelen gesynthetiseerd via de directe coatingmethode. Stikstofhoudend koolstofgaas kan de volumeverandering tijdens het cyclusproces bufferen, waardoor een goed geleidend netwerk op het oppervlak van SiO wordt gevormd en een stabiel kanaal voor elektronische transmissie wordt geboden. En Si/Ni/grafiet-composietmaterialen werden gesynthetiseerd met behulp van de hoogenergetische kogelmaalmethode. Metaal Ni en grafiet zijn met elkaar verweven om een ​​goed geleidend netwerk te vormen, en nanokristallijn Si werd in situ ingebed in de SiOx-matrix, waardoor de elektrochemische activiteit van SiOx werd verbeterd.

Onderzoek naar functionele elektrolyten, ontwerp en ontwikkeling van een nieuw type modderelektrolyt dat lithiumsilicaat bevat, dat de veiligheid en cyclusstabiliteit van hoogspanningslithium-ionbatterijkathodematerialen aanzienlijk verbetert. Daarnaast zijn veiligheidsfunctionele elektrolyten en additieven ontwikkeld: imidazolinon, ionische vloeistoffen met pyridineringen en vlamvertragende fosfaatadditieven zijn gecombineerd met filmvormende additieven zoals buteensulfiet om een ​​reeks functionele elektrolytsystemen te ontwikkelen met vlamvertraging en elektrochemische compatibiliteit. , waardoor de veiligheid, betrouwbaarheid en het temperatuuraanpassingsvermogen van lithium-ionbatterijen aanzienlijk worden verbeterd (waardoor het temperatuurbereik wordt uitgebreid van -20 graad naar +60 graad naar -40 graad naar +80 graad ) . En er is een elektrolyt in vaste toestand ontwikkeld met een mesoporeuze SiO2+ionische vloeibare netwerkstructuur, die een breed elektrochemisch venster, hoge thermische stabiliteit en een ionische geleidbaarheid bij kamertemperatuur van 10-3S/cm heeft, het bieden van materiële steun voor het oplossen van de veiligheidsproblemen van nieuwe batterijen met een hoge specifieke energie.

Naast het onderzoek naar batterijmaterialen zijn secundaire batterijen doorgedrongen in verschillende domeinen van de nationale economie en het leven van mensen. De productie van batterijen is sterk toegenomen, wat een enorme druk op het milieu en de hulpbronnen op de samenleving met zich meebrengt. Volgens de verkoopvoorspelling van nieuwe energievoertuigen in China zal de vraag naar lithiumbatterijen alleen al in 2020 30 miljard wattuur bereiken, en zal de negatieve impact op het milieu steeds ernstiger worden. Lithiumbronnen zullen ook steeds schaarser worden. Door het toepassen van milieuvriendelijke technologie voor de terugwinning van natuurlijke organische zuren is een groene en efficiënte terugwinning van afgedankte lithium-ionbatterijen bereikt (met lithium- en kobalt-uitlogingspercentages van respectievelijk 98% en 94%), wat superieur is aan de procestechnologie waarbij sterke zuren in het buitenland worden gebruikt. en voorkomt secundaire vervuiling bij een sterke zuurterugwinningsbehandeling.

Vooruitgang in onderzoek en ontwikkeling van nieuwe materialen voor lithiumbatterijen

We hopen echt positieve resultaten te behalen op het gebied van materialen, wat voor ons best lastig is. Vanuit het perspectief van het bedrijf hebben de technische indicatoren op het gebied van veiligheid, betrouwbaarheid en kosten een reeks vereisten naar voren gebracht, waaronder de onderste regelindicatoren en ontwikkelingsindicatoren voor de lange termijn die zeer hoog zijn. De regering en de staat hebben zeer hoge eisen gesteld aan de energiedichtheid voor krachtige lithiumbatterijen. Voor projecten zoals nieuwe energievoertuigen en fundamentele onderzoeksprojecten die dit jaar zijn aangekondigd, wordt gehoopt dat de energiedichtheid van lithium-ionbatterijen 400 Wh/kg kan bereiken, en de energiedichtheid van nieuwe systeembatterijmonsters 500 Wh/kg kan bereiken. Voor het bedrijf is 300 Wh/kg ook niet eenvoudig en er moeten veel nieuwe systemen worden ontwikkeld. De eis van "Made in China 2025" is het bereiken van een gewicht van 400 Wh/kg of meer, en er is nog steeds een aanzienlijke kloof tussen de sleutelwoorden in sommige van de voorgestelde methoden, namelijk batterijen.

Laten we vanuit het perspectief van productindicatoren de relevante eisen van verschillende nationale overheden met elkaar vergelijken. Zojuist "Made in China 2025" genoemd, hieronder vindt u de concurrentie tussen Japan en de Verenigde Staten. Dit jaar zijn er drie speciale projecten gelanceerd, die allemaal betrekking hebben op krachtige lithiumbatterijen.

Iedereen hoopt in de toekomst 400wh/kg te bereiken. Waarom stellen we deze indicator vast? Voornamelijk vanwege veiligheidsoverwegingen van lithium-ionbatterijen. Als we de BAIC New Energy EV200 als voorbeeld nemen: het energieverbruik per 100 kilometer bedraagt ​​14 kWh en de vereiste levensduur is 10 jaar en 200.000 kilometer. De kosten zijn nu echter aanzienlijk verlaagd. De toekomstige ontwikkeling van krachtige lithium-ionbatterijen zal resulteren in aanzienlijk hogere kosten voor het bereiken van hetzelfde bereik vergeleken met de huidige situatie. Als de krachtige lithium-ionbatterijen van elektrische voertuigen zich niet ontwikkelen tot een hoog energieverbruik, zullen ze in de toekomst te maken krijgen met hevigere concurrentie in puur elektrische voertuigen en kunnen ze zelfs worden overweldigd door brandstofbatterijen.

Vanuit praktisch ontwikkelingsperspectief is de algehele ontwikkeling langzaam en relatief stabiel. Het allerbelangrijkste is het upgraden en vervangen van technologie en materialen. Zelfs als we de route volgen, als we de huidige ontwikkelingssnelheid kunnen bijhouden, kun je in 2020 300 wattuur per kilogram bereiken en in 2030 390 wattuur per kilogram. Hoe kunnen we deze routekaart stapsgewijs realiseren? Ten tweede: kunnen we 400 wattuur per kilogram bereiken, of zelfs meer?

De lithium-ionbatterij met vloeibare elektrolyt heeft drie generaties ontwikkeld en vorig jaar was er een gedetailleerde introductie. Het belangrijkste is dat in termen van positieve elektrodematerialen elk ervan wordt geüpgraded en vervangen, waardoor de spanning of capaciteit toeneemt; Een belangrijke verandering in het aspect van de negatieve elektrode is de introductie van nano-siliciumkoolstof in de elektrolyt in energieke batterijen, samen met enkele technieken zoals met keramiek beklede scheiders. Hoe hoog kan de lithium-ionbatterij waar we momenteel naar kijken gemaakt worden? Een lage energiedichtheid is inderdaad heel goed, het gaat ten koste van de recycleerbaarheid en niet te vergeten de veiligheid, en er wordt een hoge energieopbrengst bereikt. Dit betekent echter niet dat de recycleerbaarheid niet kan worden verbeterd, maar er is wel enig gedetailleerd en fundamenteel onderzoek voor nodig. Dit is een onderzoeksbureau in Frankrijk dat steeds meer meningen over materialen heeft gezien. Nu zijn veel teams en collega's ermee bekend, dus ik zal er niet in detail op ingaan.

Wat betreft batterijmaterialen zijn er echter veel problemen en prestatie-eisen, en er zijn minstens 13 of meer technologieën toegepast om deze problemen alomvattend op te lossen. Elke draad heeft veel gedetailleerde technologieën en inhoud. Wanneer je een materiaal vervangt, zal de hele batterij complexe veranderingen ondergaan, en de ontwikkeling van dit batterijmateriaal gaat bijzonder langzaam en duurt meestal meer dan tien jaar. Veel teams en bedrijven ontwikkelen al 300 wattuur per kilogram lithium-ionbatterijen. Het moeilijkste probleem op dit gebied is nu dat een hoge capaciteit van de negatieve elektrode leidt tot een grote volume-expansie, wat voor u erg moeilijk is om mee om te gaan op batterijniveau. Het kernprobleem is hoe de volume-uitbreiding na het opladen kan worden opgelost om aan de eisen van de huidige batterijbedrijven te voldoen. Bovendien is de implementatie van deze hoge energiedichtheden mogelijk, maar kunnen hun alomvattende toegangsindicatoren voldoen aan de toepassingsvereisten? Ik weet niet zeker wat voor soort bovengrens het is, maar er zitten enkele oplossingen in. We zullen de tijdsrelatie niet in detail bespreken. Wij heten iedereen welkom om de kans te krijgen om technologie op dit gebied uit te wisselen.

Bovendien moet de overheid 400wh/kg en 500wh/kg produceren. Na berekening is er een model dat grafiet-negatieve elektrode en silicium-negatieve elektrode metaallithium omvat. Als het 800 watt of meer bereikt, is er nog steeds een kans. Er zijn nog steeds enkele oplossingen voor 400wh/kg en 500wh/kg, maar deze zijn zeer moeilijk te verwezenlijken. NC kan oplopen tot 200, negatief lithium kan oplopen tot 300, en verschillende negatieve elektrodematerialen vereisen systematische berekeningen. Vanuit computationeel perspectief lijkt het erop dat er nog steeds enkele positieve en negatieve elektrodematerialen zijn die door matching een hoge dichtheid bereiken. De eerdere berekeningen waren allemaal virtueel, en het werk van de Chinese Academie van Wetenschappen in dit opzicht. Om de onderzoeks- en ontwikkelingsresultaten te versterken, de economische ontwikkeling te bevorderen en praktische problemen op te lossen, heeft de Chinese Academie van Wetenschappen een strategisch proefproject van de A-klasse gelanceerd. Eén van deze projecten is het nanomaterialenproject, dat tot doel heeft geconcentreerde ondersteuning te bieden aan de nanotechnologie die de KNAW de afgelopen twintig jaar heeft onderzocht. Er wordt gehoopt dat dit nuttig zal zijn voor de sector. Het eerste van deze projecten is de krachtige lithiumbatterij, en er zullen waarschijnlijk nanomaterialen en nanotechnologie worden gebruikt.

De eisen voor dit soort projecten zijn voorgesteld door viceministers Yin en Jun, die oorspronkelijk verantwoordelijk waren voor dit project. Ons werk moet duidelijke doelen hebben, bruikbaar en beoordeelbaar zijn. Na beoordeling door derden zijn er veel indicatoren om het niveau van de gebruikte materialen en technologie te beoordelen, of er enige impact is en de impact op het vermogen. Daarom is dit soort projecten erg moeilijk. Hij stelde specifieke indicatoren voor, en het land heeft voorgesteld om tegen 2020 300 wattuur per kilogram te bereiken en tegen 2015 150 wattuur per kilogram. De industrialisatie van aanverwante batterijmaterialen, zoals positieve elektrode-elektrolyten, scheiders, enzovoort, zou ook moeten beginnen. . Om dit project te voltooien zijn er een aantal belangrijke taken opgezet. Eén daarvan is om 60% van het budget toe te wijzen aan 70% van de exploitatiekosten voor lithium-ionbatterijen, de ontwikkeling van energierijke positieve en negatieve elektroden, hoogspanningselektrolyten en hoge veiligheidsscheiders geïntegreerd in krachtige lithium-ionbatterijen. Op de lange termijn moeten we solid-state batterijen ontwerpen, en in dit opzicht zijn er ook luchtbatterijen geregeld. Vanochtend noemde leraar Chen ook het testniveau. Er is nog steeds sprake van een bepaald testniveau in China, maar er zijn twee platforms opgericht. Ik zal de resultaten kort melden. Er zijn 12 eenheden met een onderzoeks- en ontwikkelingsteam van ongeveer 300 mensen, dat verschillende aspecten bestrijkt. Een daarvan is de negatieve siliciumelektrode, en ik werk al 19 jaar aan wetenschappelijk en technologisch onderzoek en ontwikkeling op dit gebied, wat behoorlijk moeilijk is. Ik heb dit project onlangs vanuit een toepassingsperspectief ontwikkeld en de belangrijke technische routes omvatten twee categorieën: SiOx/C en Nano Si. Het belangrijkste is om voortdurend te itereren op basis van de uitgebreide technische indicatoren. Na de ondersteuning in 2013 kunnen we een batchgrootte van 500 kilogram realiseren, wat vooral gebaseerd is op uitgebreide ontwerpoverwegingen. Wat ik hier aantoon is dat onze ideeën geen echte dingen zijn. Het is nog steeds erg moeilijk om additieven en dergelijke te importeren, en de moeilijkheid in de nanodiscussie is hoe je 100 yuan per kilogram nano-silicium kunt verkrijgen.

Hoe nano-silicium gelijkmatig in deeltjes verspreiden?

Wat we momenteel bereiken is een materiaal dat nano-silicium in deeltjes verspreidt en in massaproductie kan gaan. In een materiaal van 450 milliampère per uur is het over het algemeen een belasting met een hoge capaciteit die ongeveer 500 keer kan worden rondgedraaid. Het eerder ontwikkelde siliciumoxide is echter nog in ontwikkeling, maar de efficiëntie is laag en de hoge capaciteit van nano-siliciumkoolstof is geen bevredigende oplossing. Daarom ontwikkelen we een nieuwe generatie siliciumrijke oxidematerialen om de uitdagingen die dit met zich meebrengt te verminderen.

Dit nieuwe materiaalbedrijf staat momenteel op de derde of tweede plaats in China, wat een reeks technische problemen oplost. Ik zal er niet in detail op ingaan. Er is vooruitgang geboekt op het gebied van negatieve elektrodematerialen, maar we hebben relatief weinig verzameld op het gebied van positieve elektrodematerialen. Na de ondersteuning van dit project is het belangrijk om te focussen op het hoge capaciteitsniveau. Het moeilijke deel van dit materiaal is spanningsverzwakking. In dit werk is het belangrijk om de oppervlaktestructuur te reconstrueren om het probleem van spanningsverzwakking op te lossen. Daarom kan het worden gestart om het te proberen. Dit jaar ligt dat op het niveau van 500 kilogram.

Een ander materiaal is hoogspanningsspinel, dat relatief eenvoudig om te schakelen is. Het moeilijkste is dat na gebruik van dit materiaal de elektrolyt en andere aspecten volledig moeten worden geüpgraded, dus dit aspect moet nog worden verbeterd, vooral voor het probleem van de hoge temperatuur van 55 graden. Om het probleem van lithiumrijke hoogspanningsmaterialen op te lossen, is dit in China erg belangrijk en ook een hele uitdaging. Nu kan het relatief stabiel circuleren onder hoge spanning, en er zitten ook additieven in de elektrolyt. We zijn van mening dat het rechtstreeks gebruiken van de scheider nog steeds een beetje problematisch is, dus moeten we een keramische scheider ontwikkelen en cellulose als substraat gebruiken, dat bestand is tegen hoge temperaturen. Het lijkt er echter op dat dit uiteindelijk niet in onze batterijen kan worden gebruikt. Het belangrijkste is consistentie en stabiliteit. Het bevindt zich momenteel in de fase van testen op kleine tot middelgrote schaal, maar er is enige hoop voor de toekomst. We hebben zelfs een ionengeleidende coating-separator ontwikkeld met cellulose-separator en keramische deeltjes.

Grafeen wordt al lange tijd ontwikkeld en de coatingtechnologie kan massaproductieniveaus van tientallen tonnen bereiken. Er is een voorlopige batterij gemaakt van hetzelfde materiaal, die 375 wattuur per kilogram kan halen. De recycleerbaarheid is echter slecht en de lage capaciteit is goed voor fietsen. Het belangrijkste is hoe een reeks hulpmateriaalproblemen bij hoge volume-expansie kan worden opgelost.

Tot slot wil ik graag metallisch lithium in de vaste toestand introduceren. In termen van theoretische berekeningen is er een verbetering bij lithium-ionbatterijen. Er is ook een mogelijkheid om lithium-ionbatterijen te gebruiken, zoals metallische lithium-ionbatterijen en luchtbatterijen, die verschillende batterijsystemen bevatten, zoals zuurstof, water en kooldioxide. Uit de zojuist berekende resultaten blijkt dat groen metallisch lithium hoger is, terwijl de negatieve siliciumelektrode krachtiger is. Als er 2000 mAh silicium wordt gebruikt, is de uitbreiding van lithium relatief eenvoudiger op te lossen dan de uitbreiding van meer dan 200. Als het invloed heeft op elektriciteit met hogere energie, kan het idee van het gebruik van een postbatterij nog steeds worden gebruikt, maar er zijn nog steeds enkele uitdagingen op het gebied van mechanica enzovoort.

Metaal-lithium-ionbatterijen worden al meer dan 50 jaar ontwikkeld, vooral in de jaren tachtig en negentig, toen er ernstige problemen waren, en er zijn momenteel geen aanwijzingen dat metaal-lithium-ionbatterijen veilig zijn. Het probleem bij het gebruik van metalen lithium-ionbatterijen voor modificatie is dat niet-uniforme afzetting en neerslag anders zijn dan grafiet en silicium. Ten tweede is de SEI-film onstabiel, dus veel mensen hopen nog steeds solid-state-oplossingen te gebruiken om dit probleem op te lossen. Een belangrijk punt van solid-state technologie is dat het in theorie kan worden opgelost, dus er zijn veel veiligheid en voordelen, evenals de voordelen van de cycluscoëfficiënt. Daarnaast kan het ook worden gebruikt voor interne bespanning, zoals op polymeerbasis, en voor het toevoegen van enkele vloeibare elektrolyten. Veel bedrijven hebben er internationaal veel in geïnvesteerd, maar vanuit praktisch perspectief zijn batterijen met een hoge energiedichtheid nog niet ontwikkeld. De kernvraag hier is hoe de weerstand van de positieve elektrode kan worden opgelost.

Vanuit het perspectief van industriële ontwikkeling is het verschil tussen vastestofbatterijen de vastestofelektrolyten, die mogelijk gebruik maken van metalen lithium-ionbatterijen. Lithium-ionbatterijen zijn ook erg krachtig, wat feitelijk in de ontwikkeling van de industrie zit. Zodra de belangrijkste materialen van de batterijceltechnologie kunnen worden doorbroken, kunnen ze snel op de markt komen. Daarom hebben we een routekaart voorgesteld. Misschien is de eerste productie van batterijpakketten in 2019. In 2020 is het mogelijk om het commercialiseringsniveau te testen. Sommige solid-state-batterijen zijn nog steeds relatief langzaam, en het is waar dat alle solid-state-batterijen er langer over kunnen doen. Batterijen met iets meer vloeistofinhoud zullen sneller zijn omdat ze de energiedichtheid en veiligheid in evenwicht brengen.

Zuid-Korea: 45% toename van de capaciteit van lithiumbatterijen

Volgens informatie uit de online versie van het academische tijdschrift "Natural Energy" heeft een onderzoeksteam van het Ulsan Institute of Science and Technology (UNIST) in Zuid-Korea onlangs kathodematerialen voor secundaire batterijen ontwikkeld, die de bestaande batterijcapaciteit kunnen vergroten door 45%, wat minimaal 100 kilometer toevoegt aan de huidige actieradius van ruim 200 kilometer voor elektrische voertuigen.

Het onderzoeksteam heeft met succes de batterijcapaciteit vergroot door grafiet-siliciumcomposietmaterialen te ontwikkelen om bestaande batterijen te vervangen door grafietelektroden. De nieuwe elektrode wordt gemaakt door siliciumdeeltjes van 20 nanometer (1 miljardste meter) tussen grafietmoleculen te injecteren. Naast dat de actieradius wordt vergroot, verkort de nieuwe technologie de laad- en ontlaadtijd aanzienlijk en is de laad- en ontlaadsnelheid van de batterij ook ruim 30% sneller dan bestaande batterijen.

De industrie verwacht dat de massaproductie van dergelijke nieuwe batterijen eenvoudiger zal zijn en in de toekomst een sterk prijsconcurrentievoordeel zal hebben.

Japan: Ontwikkelde lithium-ionbatterijen waarvoor geen kobalt nodig is

Volgens informatie van Panasonic Electric heeft Japan een nieuw materiaal voor lithium-ionbatterijen ontwikkeld waarvoor het zeldzame metaal kobalt niet nodig is, en heeft het ook een nieuw type lithium-ionbatterij ontwikkeld.

Een onderzoeksteam onder leiding van professor Runichi Yoshida van de Kyoto Universiteit van Panasonic Electric Appliances in Japan heeft een organisch nieuw materiaal ontwikkeld dat gebruik maakt van lithium en koolstof, en heeft met succes een nieuw type lithium-ionbatterij geproduceerd dat geen kobalt als elektrodemateriaal gebruikt. Uit de experimentele resultaten blijkt dat batterijen geproduceerd met nieuwe materialen dezelfde capaciteit hebben als lithium-ionbatterijen met kobalthoudende materialen als elektroden. Verwacht wordt dat dit type lithium-ionbatterij zich zal losmaken van de afhankelijkheid van kobalt en de productiekosten aanzienlijk zal verlagen.

Een ander voordeel van het produceren van lithium-ionbatterijen met dit nieuwe materiaal is dat de levensduur van de batterij langer is en dat de vervalsnelheid lager is. Uit de experimentele resultaten blijkt dat de door dit nieuwe materiaal geproduceerde lithium-ionbatterij 100 keer is opgeladen en ontladen, maar dat de capaciteitsvermindering van de batterij niet groter is dan 20%. Panasonic Electric is van plan dit nieuwe materiaal te verbeteren, in de hoop de frequentie van het opladen en ontladen van de batterij te verhogen tot 500 tot 1000 keer, en vervolgens door te gaan met commerciële productie.