鉅大LARGE | 點擊量：752次 | 2021年11月11日
假如沒有便宜的替代電池，電動汽車將在10年后遭遇危機
在不久前出版的《自然》（Nature）雜志上，一篇題為《距離鋰電子電池革命僅余10年》（Tenyearslefttoredesignlithium-ionbatteries）的文章指出，鋰離子電池性能和價格的演進速度正在放緩。
假如不加大對基于儲量豐富的鐵、銅等材料的電極材料的研究，電動汽車的大規模發展將受到限制！
文章認為，造成上述問題的重要原因包括以下幾點：
一是因為技術已近極致，且尚未突破。
在電極材料的晶體結構中,可以儲存的電荷量快要接近理論最大值；市場規模的上升難以繼續帶來大幅度的價格降低。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
二是現有資源開始短缺，而替代材料尚未出現。
目前普遍采用的電極材料，如鈷和鎳十分稀缺，且價格昂貴，假如沒有任何新的變化，預計在2030~2037年間（或更早），鈷和鎳的需求量就會超過產量。另一方面，新的替代電極材料，如儲量豐富的鐵、銅，則還處于早期研究階段。
自1990年首次問世以來，鋰離子電池在消費性電子產品、儲能（家用、公用事業）、電動汽車行業得到了廣泛的應用。隨著產量規模的擴大，其性能大幅提升、價格大幅下降。
而驅動鋰離子電池的成本下降和性能提升的四個關鍵因素中，化學材料則是其中最重要的一項。
電池的性能受兩極化學材料的影響。陰極材料重要包括鋰鎳錳鈷（NMC）、鋰鎳鈷鋁氧化物（NCA）、鋰錳氧化物（LMO）和磷酸鐵鋰（LFP）；陽極材料大多數采用石墨，重型汽車中為新增循環壽命，也會使用鈦酸鋰（LTO）。
NMC和NCA技術的重要優點是能量密度更高，主導了輕型電池市場；
LFP的能量密度低，但得益于更高的循環壽命和安全性能，它成為重型電動汽車（即客車）采用的重要化學物質。
化學材料對電池成本有著較大的影響，LFP-Gr最為昂貴，約為240美元/千瓦時，比最便宜的NMC811-Gr電池高出約20%。
根據IEA的分析，鋰離子電池雖然能在未來的二十年內占據主導，但其化學材料將逐漸發生變化。
2025年前后，新一代擁有低鈷、高能量密度和陰極鋰鎳錳鈷（NMC）811等特性的鋰離子電池將進入量產。在石墨陽極中加入少量的硅，可將能量密度提高50%，而能夠承受較高電壓的電解質鹽也將有助于提高性能。
2025年至2030年期間，鋰金屬為陰極、石墨/硅復合材料為陽極的鋰離子電池可能會進入設計階段，甚至還可以引入固態電解質以進一步提高能量密度和電池安全性。此外，鋰離子技術可能會被鋰空氣、鋰硫等其他有著更高能量密度和更低理論成本的電池所取代。但實際上，這些技術的發展水平仍非常低，實際性能尚待測試。
