每年，世界越来越多地依靠电池运行。到 2022 年，电动汽车占全球汽车销量的比例将超过 10%，并且有望在本十年末达到 30%。 

每年，世界越来越多地依靠电池运行。到 2022 年，电动汽车占全球汽车销量的比例将超过 10%，并且有望在本十年末达到 30%。 

世界各地的政策只会加速这种增长：美国最近的气候立法正在向电池制造和电动汽车购买激励措施投入数十亿美元。欧盟和美国的几个州通过了从 2035 年开始禁止使用汽油动力汽车的禁令。 

过渡将需要大量电池——而且是更好、更便宜的电池。 

如今，大多数电动汽车都由锂离子电池供电，这是一项已有数十年历史的技术，也被用于笔记本电脑和手机。这些年的发展有助于降低价格并提高性能，因此今天的电动汽车的价格正在接近汽油动力汽车的价格，充电之间可以行驶数百英里。锂离子电池也在寻找新的应用，包括电网储电，这有助于平衡风能和太阳能等间歇性可再生能源。



但仍有很大的改进空间。学术实验室和公司都在寻找提高技术提升能力、加快充电时间和降低成本的方法。目标是更便宜的电池，为电网提供廉价的存储空间，并允许电动汽车充电行驶更远的距离。



与此同时，对钴和锂等关键电池材料供应的担忧正在推动寻找标准锂离子化学的替代品。



在电动汽车和可再生能源需求飙升以及电池开发激增的情况下，有一点是肯定的：电池将在向可再生能源的过渡中发挥关键作用。以下是2023年的预期。



彻底的反思

电动汽车电池的一些截然不同的方法可能会在2023年取得进展，尽管它们可能需要更长的时间才能产生商业影响。



今年需要关注的一个进展是所谓的固态电池。锂离子电池和相关化学物质使用一种液体电解质，可以来回传递电荷；固态电池用陶瓷或其他固体材料代替这种液体。



这种交换释放了将更多能量装入更小空间的可能性，有可能提高电动汽车的续航里程。固态电池也可以更快地移动电荷，这意味着充电时间更短。由于电解质中使用的一些溶剂可能是易燃的，固态电池的支持者表示，固态电池可以通过降低火灾风险来提高安全性。



相关故事

电池应力测试

新型锂金属电池将推动电动汽车的发展

一种新型电池最终可以使电动汽车像汽油汽车一样方便和便宜。



固态电池可以使用多种化学物质，但商业化的主要候选者使用锂金属。例如， Quantumscape公司专注于该技术，并在 2020年上市前筹集了数亿美元的资金。该公司与大众汽车达成协议，到 2025年可以将其电池用于汽车。



但事实证明，彻底改造电池很困难，锂金属电池也面临着随着时间的推移而退化的担忧，以及制造方面的挑战。Quantumscape在12月下旬宣布，已将样品交付给汽车合作伙伴进行测试，这是将固态电池引入汽车的一个重要里程碑。其他固态电池制造商，如solid Power，也在努力制造和测试他们的电池。但是，尽管他们今年也可能达到重大里程碑，但他们的电池在2023年无法用于道路上的车辆。



固态电池并不是唯一需要注意的新技术。钠离子电池也急剧偏离了当今常见的锂离子化学物质。这些电池的设计与锂离子电池相似，包括液体电解质，但它们不依赖锂，而是使用钠作为主要化学成分。据报道，中国电池巨头CATL计划在2023年开始大规模生产。



钠离子电池可能不会提高性能，但它们可以降低成本，因为它们依赖于比锂离子化学品更便宜、更广泛的材料。但目前尚不清楚这些电池是否能够满足电动汽车续航里程和充电时间的需求，这就是为什么几家追求这项技术的公司，正在瞄准要求较低的应用程序，如固定存储或电动自行车和踏板车等微型移动设备。



能源研究公司BloombergNEF的储能主管Yayoi Sekine表示，如今，用于固定电网存储的电池市场规模很小，约为电动汽车电池市场的十分之一。但随着越来越多的可再生能源的安装，对储电的需求也在增长，因为风能和太阳能等主要可再生能源是可变的，电池可以在需要时帮助储存能量。



锂离子电池并不是固定存储的理想选择，尽管它们现在很常用。虽然电动汽车的电池越来越小、越来越轻、越来越快，但固定存储的主要目标是降低成本。尺寸和重量对网格存储来说并不重要，这意味着不同的化学物质可能会胜出。



固定存储领域的一颗后起之秀是铁，两位玩家可能会在未来一年看到进步。Form Energy正在开发一种铁-空气电池，该电池使用水基电解质，基本上通过可逆生锈来储存能量。该公司最近宣布，将在西弗吉尼亚州威尔顿市建造一座价值7.6亿美元的制造厂，计划于2023年开工。