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由鋰離子電池驅動的電動汽車被視為滿足碳排放要求的重要綠色技術。此類電池中的正極材料富含關鍵金屬，尤其是鋰、鈷和鎳。

除了進一步的環境、社會和治理問題之外，大規模開采此類金屬還引發了對材料耗盡的擔憂。特別是剛果民主共和國不良的采礦做法和政治不穩定促使人們研究低鈷和無鈷替代品。

在此，英國蘭卡斯特大學Nuria Tapia-Ruiz等人總結了鋰離子電池正極材料的采礦、開發和報廢管理之間的相互依存關系，提供正極材料開發的整體視圖及進展。

作者首先介紹了能保持或更好地提高電化學性能的低（無）鈷/鋰正極材料的開發，包括層狀（NMC型、NCA型）、非層狀正極材料（LFP、LMO）等。然后分析了正極材料的采礦來源、供需關系、供應風險、環境社會和治理影響以及報廢回收過程等，對上述問題提出了擔憂。

圖1. 鋰離子電池正極材料及各部分成本

作者認為，在未來，基于無鈷和低鎳含量材料且專注于Fe、Mn和Ti元素的更可持續的電池化學將會提供更多的社會經濟和環境效益。

然而，設計具有足夠元素組成的正極材料將是個挑戰，這些材料還需要實現與成熟和商業化的正極材料相當甚至更好的性能指標。同樣，需要對這些新材料的社會治理等問題進行批判性評估，以促進其可持續發展。

圖2. 鎳、鋰和鈷的電池和非電池需求的預測變化

A Perspective on the Sustainability of Cathode Materials used in Lithium-Ion Batteries, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102028

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AEM：鋰離子電池正極材料可持續性展望

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