电池技术主导地位竞争激烈

替代技术层出不穷

近期，全球电动汽车行业发展迅速，但电动汽车过于依赖锂电池，成为了这个行业的掣肘之一。目前，锂电池仍有易燃、续航距离有限等问题，电动汽车制造商、电池制造商以及相关化工生产商一直在寻找提高电池寿命和性能的方法，以提供更可靠的电池，更有效地为电动汽车供电，使电动汽车行驶更远的距离。电动汽车和电池制造商正在大力投资于电池技术的研发，包括开发替代电池材料和提高性能。预计这将在未来几年刺激创新，以提高电动汽车和电池的性能。然而，目前尚不清楚哪种电池技术将占据主导地位。

目前，尽管各类新型电池都在发展，但电动汽车电池制造商仍然严重依赖锂化工生产商的产品。由于电动汽车行业的发展，全球对锂的需求不断上升，但锂化合物的传统供应有限。电池制造商如果不想受制于上游的锂化工企业，就需要寻找替代方案，或者通过回收来获取“第二矿源”。他们还在研发方面投入了大量资金，以提高电池的性能和寿命。这将有助于电动汽车和电池存储的效率提高。

目前，一些公司正在寻找锂电池的替代品，因为锂电池需要大量的水和能源来生产，而且很难回收。其中，钠离子电池一般被视为锂电池的良好替代。英国Faradion公司和ICM投资公司的合资企业澳大利亚国家能源公司正在探索钠动力电池，该公司认为这种电池可能更具可持续性。该公司于2022年开始在新南威尔士州雅拉谷安装了第一个Faradion钠离子电池，以试验该技术。Faradion公司首席执行官詹姆斯·奎因表示：“对电池来说，钠与锂相比是一种更可持续的资源。钠的来源更广泛、更便宜，提取的用水量也更少，提取一吨锂所需的水是提取一吨钠所需水的682倍。”钠离子电池正凭借低成本、高安全、长循环寿命及耐低温等独特优势，为全球市场带来更为经济、高效的能源存储选择，但因其能量密度低、循环次数较少，暂时无法在电动汽车领域替代锂电池。

另一种替代方案是锂硫电池，它在阴极中使用硫而不是镍、锰和钴等过渡元素。地壳中的硫含量更丰富，硫也是天然气加工和炼油的副产品。这意味着它比金属矿产更容易获得，使得锂硫电池更具可持续性。其中，全固态锂硫电池的理论比容量达到2600W/kg，单次充电后续航能力可达4000千米，目前已有多家头部企业对此投资。不过，也有业内人士认为锂硫电池不如常用的三元锂电池安全。

在许多公司投资于替代电池技术的同时，其他公司也在寻求优化他们的锂离子电池业务。一些电动汽车制造商正在探索固态电池技术，而另一些制造商则在研究电池中硅阳极的潜力。固态电池使用固体电解质，而不是传统电池中使用的液体或水电解质。两种最常见的固体电解质是无机固体电解质和固体聚合物。固态电池具有较低的易燃性、较高的能量密度和更快的充电周期。然而，它们的生产成本比钠电池高，在目前也并无明显优势。许多业内专家认为，仍需找到一种理想的固体电解质来有效地为电池供电。

总部位于美国科罗拉多州的Solid Power公司已经发明了一种硫化物电解质电池，它的能量密度据称比传统的锂电池高50%~100%。该公司的目标是到2028年每年为80万辆电动汽车提供固态电池。丰田和日产汽车都在为固态电池的研究和开发提供资金，他们希望这种电池能在未来几年提高电动汽车的性能。丰田希望在2027年至2028年间大规模生产固态电池，日产的目标是在2029年之前将该技术应用于其电动汽车。

与此同时，梅赛德斯、保时捷和通用都在投资硅阳极技术，以提高电池的动力和充电能力。咨询公司IDTechEx今年5月的一份报告称，先进的硅阳极材料在提高电池性能的关键领域具有巨大潜力。然而，该技术的商业推广存在一些障碍，包括循环寿命、保质期和成本。硅阳极目前似乎正在超越固态电池技术，这在很大程度上要归功于过去几年的几项技术突破，但它们都还没有准备好在商业规模上使用。几年前，硅阳极电池的保质期只有一年，但电池生产商相信，他们现在已经把保质期延长到了三至四年。专家认为，硅阳极的能量密度可能是电池阳极中常用的石墨的10倍。然而，当电池阳极材料中使用更多的硅时，这些材料会更快地降解。