高容量、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。它们在向绿色世界转变的过程中发挥着关键作用。它们的生产中使用了多种元素，包括钴，钴的生产会引发一些环境、经济和社会问题。包括东京大学研究人员在内的一个团队首次提出了一种可行的钴替代品，在某些方面可以优于最先进的电池化学。它还经历了大量的充电循环，其基本理论可以应用于其他问题。
很可能，你正在笔记本电脑或智能手机上阅读这篇文章，如果不是，你可能至少拥有其中一篇。在任何一个设备和许多其他设备中，你都会发现一个锂离子电池（LIB）。几十年来，LIB一直是为便携式或移动电子设备和机器供电的标准方式。随着世界从化石燃料转型，化石燃料被视为电动汽车和太阳能电池板家庭电池的重要一步。但正如电池有正极和负极一样，LIB也有与正极相对的负极点。
首先，尽管LIB是可用的功率密度最高的便携式电源之一，但许多人希望LIB能够产生更大的能量密度，使其使用寿命更长，或为要求更高的机器供电。此外，它们可以在大量的充电循环中存活下来，但也会随着时间的推移而退化；如果电池能够在更多的充电周期中存活下来并保持更长的容量，对每个人来说都会更好。但目前LIBs最令人担忧的问题可能在于其构建所使用的元素之一。
钴被广泛用于LIBs的关键部件，即电极。所有电池的工作方式都相似：两个电极，一个正极，一个负极，在连接到外部电路时，促进锂离子在它们之间的电解质中流动。然而，钴是一种稀有元素；事实上非常罕见，目前只有一个主要来源：位于刚果民主共和国的一系列地雷。多年来，关于这些矿山的环境后果以及那里的劳动条件，包括童工的使用，已经报道了许多问题。同样从供应角度来看，由于该地区的政治和经济不稳定，钴的来源也是一个问题。
化学系统工程系的Atsuo Yamada教授说：“为了改进锂离子电池，我们想放弃使用钴有很多原因。”。“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、社会和技术方面的。我们很高兴地报告了一种新的钴替代品，它在电极中使用了一种新型的元素组合，包括锂、镍、锰、硅和氧，这些元素都是更常见、问题更少的元素。”
Yamada和他的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LIBs的能量密度高出约60%，这可能意味着寿命更长，它可以提供4.4伏的电压，而典型LIBs的电压约为3.2-3.7伏。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个循环中完全充电和放电（模拟三年的完全使用和充电），同时仅损失约20%的存储容量。
Yamada说：“我们对迄今为止的结果感到高兴，但取得这一成果并非没有挑战。要想抑制我们新电池化学物质早期版本中发生的各种不良反应，这是一场斗争，这些反应可能会大大缩短电池的寿命。”。“我们还有一段路要走，因为为了进一步提高安全性和寿命，仍有一些小反应需要缓解。目前，我们相信这项研究将为许多应用带来改进的电池，但有些电池需要极端的耐用性和寿命，可能还不能满足。”
尽管Yamada和他的团队正在探索LIBs的应用，但他们最近发展的概念可以应用于其他电化学工艺和设备，包括其他类型的电池、水分解（生产氢气和氧气）、矿石冶炼、电涂层等。
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