有關鋰電池將來發展趨勢詳解

二十年來，可充電鋰電池的性能穩步提高。電池包所儲存的能量是原來的三倍多，從每升200瓦時（Wh－1）新增到700瓦時（Wh－1）；成本也下降了30倍，降至每千瓦時150美元左右。但是，這仍高于美國能源部設定的每千瓦時100美元的負擔能力目標。一輛電動車（50－100千瓦時）仍要負載重達600公斤左右的電池，占用500升空間。

另一方面，隨著傳統技術接近基本極限，技術進步的步伐正在放緩，因為在電極材料晶體結構的間隙中可以儲存的電荷量已接近理論最大值。研究人員預計，接下來市場的上升，并不會大幅降低價格因為市場已經很大了。

研究人員警告說，非得盡快找到鈷、鎳和其他稀有金屬的替代品，以滿足電動車電池日益上升的需求，因為它們的稀缺正在推高價格：在過去兩年中，鈷、鎳和其他稀有金屬的價格翻了兩番，從每公斤22美元漲到了每公斤81美元。

汽車制造商和政府預計，到2025年，每年將加工1000萬到2000萬輛電動車。倘若每個汽車電池要10公斤的鈷，到2025年，電動車每年要10－20萬噸的鈷這是世界目前產量的大部分。同樣地，每年要40－80萬噸鎳，占今天所用金屬的20－40％。當卡車、公共汽車、飛機和船只改用電池供電時，還要更多的電力。

倘若沒有任何變化，20年內需求將超過產量。我們預計鈷的價格將在2030年前上漲，鎳的價格將在2037年或更早的時候上漲。

到2050年，每年加工5000萬到8000萬輛電動車將要50萬到80萬噸鈷。而從2030年開始，這將遠遠超過目前的采礦能力。同樣，到2050年，鎳的需求量將新增2－3倍。到本世紀30年代中期，鎳的短缺將很分明。

而一旦供應達到峰值，電動車電池的價格可能會上漲超過1000美元。

鋰電池通過在兩個電極之間移動鋰離子來工作，從陽極流向陰極的離子會出現放電電流，為汽車供應動力。而當電池充電時，鋰離子會回流。

在如今用于電動車的商用電池中，鋰離子被保存在構成電極的晶體中的微小空隙中（這些晶體被稱為插層電極）。陽極通常由石墨制成，陰極由金屬氧化物制成。用于電極的材料，特別是稀有金屬，如鈷和鎳，既稀有又昂貴。

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