电池爆震时间

电池被描述为新的石油，所以最近几年出现更多的电池也就不足为奇了创新在电池方面比几乎任何其他技术(以专利计算)都要多。除了研发之外，该公司还投资数十亿美元，在全球范围内扩大生产，并在从原材料到电池的整个供应链上建立合作伙伴关系。

作为电动汽车(EV)市场的支柱，锂离子电池的价格在过去十年中暴跌了近90%。然而，原材料价格(尤其是锂)去年大幅上涨。根据BloombergNEF在某些市场上，电动汽车与内燃机汽车在成本上竞争的时间可能会推迟到2026年。这也给汽车制造商带来了压力，他们必须在实现净零排放的道路上达到新的车队排放标准。

欧洲和美国制造商在原材料、前体和正极材料方面严重依赖东亚马克斯•里德他是Wood Mackenzie公司电池材料研究分析师。目前这是一个利润率很低的行业，我们的高成本行业正在艰难竞争。去年11月，强生万丰(Johnson Matthey)宣布退出阴极材料业务，原因是该业务的成本太高，无法实现预期利润，也无法吸引一个重要的商业合作伙伴。阴极的选择尤其重要，因为它通常占电池材料成本的50%以上达斯汀·鲍尔她是Reddie & Grose公司的专利助理。“整个供应链都面临着降低成本的巨大压力，你会看到所有主要的原材料生产商和矿商相互整合，包括中游(前驱体和阴极生产商)，一直到最终用户。

欧洲目前正活跃着超级工厂，并计划建立超级工厂

特斯拉(Tesla)敲定了一项从美国一家镍矿供应镍的协议，该矿要到2026年才开始生产;该公司还试图实现锂资源来源的多元化——甚至不惜在美国获得采矿权。德国巴斯夫公司正在与世界最大的电池制造商CATL合作，为这家中国公司的第一家欧洲制造厂提供正极材料。该公司还宣布与汽车制造商保时捷(Porsche)合作，为其电池制造合资企业提供材料，并与中国的SVolt合作开发正极材料并推进回收技术。巴斯夫的一位发言人说，该公司一直专注于高效金属提取，包括锂，否则在回收过程中会被破坏。瑞典新电池制造商NorthVolt于2021年底生产了第一个电池，打算从内部阴极生产到回收利用完全垂直整合。该公司正在与大众汽车(Volkswagen)合作，在德国建造一家电池厂，预计2024年投产;而与沃尔沃的合作将支持瑞典的一家工厂，每年能够提供50吉瓦时的电池容量，足以供应约50万辆汽车。

“欧洲目前正活跃着千兆工厂，并计划建设千兆工厂，”他说露丝·塞耶斯他是Faradion公司技术和运营总监，总部位于英国谢菲尔德。“当你算算——在当地生产(即使你的劳动力成本更贵)，事实上你不必向全球运输零部件——离你的客户群近一点是有道理的，而且从环境角度来说，这是正确的做法。”

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锂离子电池主导着市场，其主要阴极化学成分包括锂镍锰钴氧化物(NMC)和锂镍钴铝(NCA)。最近，磷酸铁锂(LFP)备受关注，因为制造商试图削减成本，放弃钴等有害材料。例如，特斯拉打算在入门级汽车上改用LFP电池。

目前这是一个利润很低的行业，我们的高成本行业正在努力竞争

里德说，材料的选择基本上是由消费者需求驱动的。“你是想要续航500英里的电动汽车，还是想要3万英镑的电动汽车?”或者你想要一个快速加速的EV?所以在某种意义上，这是消费者驱动的。改造一个工厂来生产一种或另一种化学物质实际上是相对容易的。当然，在中国，电池制造商将生产混合电池。所以你需要根据当时的市场情况来决定你想生产什么化学物质。”

去年，CATL宣布将生产钠离子电池，避免使用昂贵的锂电池。它还将锂离子电池和钠离子电池集成到同一个电池组中。钠离子电池的能量密度比锂电池低，但适合快速充电和低温条件。钠离子电池也可以完全放电用于运输或维护。塞耶斯解释说:“很多安全和火灾问题都是因为锂离子一直处于这种带电状态。”

CATL的第一代钠离子电池的能量密度高达160Wh/kg。这与基于lfp的锂离子相当，但其他化学物质可达到265Wh/kg。该公司的目标是在下一次迭代中超过200Wh/kg, Faradion也有类似的路线图。CATL发言人告诉记者必威体育 红利账户该公司正在应用无阳极锂金属电池开发的技术，“这有助于显著提高能量密度”。这种电池的制造和运输没有阳极。当电池第一次充电时，钠沉积在集电器上，成为阳极。

他说，钠离子电池与锂离子电池的制造过程和制造设备完全相同。所以基础设施已经存在，不需要额外的资本支出。”“特斯拉宣布将使用LFP，这真的为钠打开了电池化学的大门。这本质上是一种LFP替代技术——所以LFP可以去哪里，钠离子也可以去哪里。”

钠电池要便宜得多——有可能将材料成本降低40%。它们不含锂，从岩石或盐水中提取锂每生产一吨需要消耗数百升水;它们也不含钴，而在刚果民主共和国，钴与侵犯人权和破坏环境有关。铜也被淘汰了:取而代之的是铝被用于两个电极上的电流收集器。

法拉帝的第一个应用是在三轮车市场。该公司的新东家信实新能源太阳能公司(Reliance new Energy Solar)将在印度西部的超级工厂(Gigafactory)中使用该公司的技术。Faradion还在与卡车和巴士制造商进行谈判。

钠离子本质上是一种LFP的替代技术——所以LFP可以去哪里，钠离子也可以去哪里

鲍尔表示，钠离子生产商可以利用“30多年的锂离子电池制造经验，你可以利用这些知识迅速推进钠离子技术的发展。”但CATL并不认为钠会取代锂。钠离子电池具有独特的优势，与锂离子电池相比，它可以适用于不同的场景。从长远来看，钠离子电池和锂离子电池将共存并相辅相成。

一个坚实的未来?

虽然充电站的可用性可能会解决大多数司机的里程焦虑，但固态电池技术可能提供更大的能量密度，这意味着更长的里程。CATL已经制造了固态电池的样品，但表示在大规模生产之前“还有很长的路要走”。尤其是因为“有多个技术问题需要解决”。

里德说，对于固态电池，“你必须经历这个复杂的沉积过程，目前这个过程还处于试验工厂的规模。”另一个问题是高纯度金属锂的供应，以取代锂离子电池中使用的石墨阳极。这依赖于氯化锂作为前驱体。他说，目前没有大量的基础设施。如果有这样的需求，我们就必须大规模扩大规模，而固态电池可能是一种非常昂贵的替代方案，即使你可以在五分钟内给电动汽车充满电。然而，研究小组正在探索钠作为一种更便宜的替代品。

台湾ProLogium公司声称已经开发出一种固态锂陶瓷电池，充电时间可达12分钟，续航里程是传统锂离子电池的两倍。德国汽车制造商梅赛德斯-奔驰公司刚刚进行了投资，这两家公司预计固态电池将在本十年的后半段用于梅赛德斯-奔驰汽车。

电池可能是新的石油，但同样的环境破坏可以避免吗?回收大量关键材料将减少电池的碳足迹。中国的回收能力正在迅速提升，但欧洲和美国的新兴行业有机会从一开始就在回收方面进行设计。

你想要续航500英里的电动汽车还是3万英镑的电动汽车?或者你想要一个快速加速的EV?在某种意义上，这是消费者驱动的

在英国，人们正在努力建立回收系统。Johnson Matthey已与欧洲金属回收公司(European Metal Recycling)合作，为锂离子电池和电池制造材料开发全闭环工艺，而Faradion打算在开始大规模生产时覆盖电池的整个生命周期。“钠的回收过程与锂离子的回收过程完全相同。在某些方面，它更直接，因为你不需要以同样的方式分离元素，你只得到铝，而不是铝和铜，”塞耶斯说。她补充说，法拉迪昂公司还在研究一种“绿色电池”，其中的元素可以堆肥。

2月初，另一家新来者英国volt公司与采矿和回收集团嘉能可成立了一家合资企业，最初是处理其超级工厂的锂离子废料，预计将于2024年初开始批量生产。

除了回收利用，该公司还希望大幅减少其生产的电池中嵌入的碳。首席技术官艾伦•帕特森在知识转移网络电池技术峰会上，该公司的目标是每千瓦时生产不超过25公斤二氧化碳。美国和欧洲的基准是60公斤/千瓦时;而在中国(严重依赖煤电)，产量约为90公斤/千瓦时。“最重要的一步是实现阴极材料制造的本地化，利用可再生能源实现这一目标，并有可能对石墨系统进行本地化。”英伦伏特还想“提高电池的性能”。所以如果你能提高能量密度，这很重要。但这也涉及到主要的活性材料以及它们是如何制造的，以及它们是如何回收的。”