鈷占鋰離子陰極材料的五分之一，通常有兩種類型:NMC(鎳錳鈷氧化物)或NCA(鎳鈷鋁氧化物)。這些電池中的鈷具有穩定用途，可以防止可能導致電池起火的陰極腐蝕。它還可以提高電池的充電速率，但是這種原材料相當昂貴，而且很難獲得。另外，鈷還也有一些社會問題。世界上近三分之二的鈷是在剛果民主共和國（剛果（金））開采的，作為大規模鎳和銅礦開采的二級產品。但剛果（金）也有一支由大量的獨立或手工采礦者所組成的龐大隊伍，他們在沒有任何安全監督的情況下有效地運作。這導致剛果鈷礦存在大量侵犯人權的現象，包括使用童工。

曼瑟拉姆（Manthiram）和他的同事們開發的陰極通過新增鎳含量來避開鈷；按重量計算，鎳占陰極中金屬重量的89%。他們的電池結合了NMC和NCA陰極的成分，從而創造了一種不含鈷的NMA（鎳錳鋁氧化物）陰極。曼瑟拉姆（Manthiram）表示，雖然該團隊不是第一個開發無鈷或高鎳陰極的團隊，但這是第一個沒有存在電池壽命短、能量密度低等重要性能缺陷的團隊。

密歇根大學電池實驗室的技術總監格雷格雷斯（GregLess）表示，曼瑟拉姆（Manthiram）的陰極材料"顯示出巨大的前景"。他認為，該無鈷電池還要做更多的測試，以解決其他類似陰極化學材料所出現的問題例如，錳在高溫下的溶解傾向，但電池的初步測試結果令人鼓舞。"一種能夠與含鈷電極競爭的無鈷替代品，這是非常令人興奮的事情。"雷斯（Less）也對此電池寄予厚望。

這些粉末樣品將被制造成無鈷陰極

為了實現這一目標，曼瑟拉姆（Manthiram）和他的團隊使用專門的技術在納米尺度上混合原料。這包括將含有鎳、錳和鋁離子的溶液泵入反應器，在反應器中它們與另一種與金屬離子結合的溶液混合。其結果是一種金屬氫氧化物的精細混合粉末，與氫氧化鋰一起焙燒，形成用于陰極的材料。在整個過程中，必須精確控制泵送速率和溫度，以確保生成的陰極材料具有正確的結構和成分。曼瑟拉姆（Manthiram）說："設計陰極成分要很好的基礎化學知識。但是我們最終找到了一種控制這個過程的方法，這樣你就可以進行原子尺度的混合。"

一旦曼瑟拉姆（Manthiram）和他的團隊將這些元素成功地混合在一起，他們就將該陰極放在一個實驗性的鋰離子袋式電池中，而陽極則采用傳統的石墨電極。在測試過程中，他們發現，在不同的充電速率和數百次充電周期中，其性能與市售的帶鈷陰極的鋰離子電池相當。雖然無鈷陰極的能量密度略低，這意味著其可以存儲更少的鋰離子，但曼瑟拉姆（Manthiram）認為可以通過進一步完善其化學成分來彌補這一差距。

從理論走向商業化無鈷電池的商業競爭，已經暗流涌動

與此同時，他正專注于將電池帶出實驗室，進入現實世界。最近曼瑟拉姆（Manthiram）成立了TexPower公司，以實現電池陰極的商業化，他表示，從目前的趨勢來看，應該很容易將其與現有的電池制造工藝相結合。這種無鈷電極可以用于一系列應用的電池中，如消費級電子產品、電動汽車和能源網的存儲。

曼瑟拉姆（Manthiram）希望他的無鈷陰極能在幾年內投放市場。然而，他不是唯一的一個在該領域的探索者。一家名為Sparkz的初創公司最近從美國能源部的橡樹嶺國家實驗室獲得了無鈷陰極的授權，以將該技術商業化。像松下(Panasonic)這類的老牌公司也正在競相減少電池中的鈷含量。埃隆馬斯克(ElonMusk)多年來一直希望在特斯拉中使用無鈷電池，許多行業分析師預計，他將在特斯拉下月舉辦的電池日(BatteryDay)活動上宣布在低鈷鋰離子電池方面取得的突破。

然而，含鈷電池在短時間內會被取代嗎？

不過，含鈷陰極可能還會存在一段時間，代表生產商的非營利性貿易組織鈷研究所(cobaltInstitute)的前主席、現任顧問大衛韋特(DavidWeight)說。除了這種金屬給鋰離子電池帶來的穩定性和性能優勢外，制造鋰離子電池的公司花費了數年時間和數十億美元來完善鈷類陰極化學結構。這意味著，任何一個新的參與者都必須克服許多行業惰性。韋特（Weight）表示："在不要鈷的化學系統能夠成為商業現實之前，我們必須展望未來很長的一段路。轉向一種全新的技術不會是一蹴而就的。在可預見的未來，鈷仍將出現在電池中很長一段時間。"

世界銀行(WorldBank)最近的一份報告預測，在未來幾十年內，鈷產量必須新增500%，才能滿足鋰離子電池日益上升的需求。韋特（Weight）表示，僅憑剛果民主共和國自身是無法滿足這一需求，而目前全球范圍內有幾家鈷勘探公司正在進行勘探，以確保進一步擴大開采量。截止目前，最大的鈷礦床是在海底發現的，盡管深海開采仍然是一個有爭議的問題。但即使供應被證明不是問題，無鈷陰極仍可使鋰離子電池比以往任何時候都更便宜、毒性更低、更符合道德規范。