随着世界各国政府承诺减少温室气体排放，电池已经上升到政策讨论的前沿。预计到2030年，全球电动汽车电池市场规模将达到近1万亿美元，美国、中国和欧洲正竞相在大规模生产更廉价、更高效和更安全电池的竞争中占据一席之地。

中国正在主导锂离子电池生产，并以惊人的速度建造工厂，欧洲也紧随其后，目标是到2025年成为第二大电池生产地区。尽管美国拥有更多的技术创新，但它需要大步追赶。

锂离子电池的制造依赖于石墨、锂、钴等关键材料。这些材料用于今天的活性阴极材料，这些化学成分出现在以下高性能电池中：锂离子电池、固态电池和硅电池。

中国的主导地位

2019年，中国化工企业占全球电池原材料总产量的80%。到2029年，将有136家计划中的锂离子电池工厂建成，其中101家位于中国。刚果的钴矿（绝大多数钴金属都产于刚果）由中国垄断。

还有，中国一直在购买澳大利亚和南美洲的采矿业务的股份，这两个地区是世界上锂储量最多的地区。事实上，中国的天齐锂业目前拥有世界上最大锂储量的51%。

到2023年，欧洲的锂离子电池生产能力将超过美国。到2023年，欧洲的电动汽车电池需求将超过每年200 GWh，到2028年将达到400 GWh。

此外，欧洲的锂离子电池容量份额将从2020年的6%上升到2025年的25%，中国的预期份额可能从77%下降到65%。

尽管美国在主导市场的锂离子电池技术方面处于领先地位，但缺乏国家战略一直阻碍着该国的电池生产。

为了解决这一问题，美国能源部2021年6月发布了《国家锂电池蓝图》，指导开发国内价值链的投资。该计划包括材料回收、加快国内采矿工作以解决日益严重的材料短缺，以及寻找制造不含钴和镍的锂离子电池的方法。

另外，能源部还计划向电动汽车生产设施提供170亿美元的贷款，而拜登政府已承诺提供1亿美元用于新供应链的人力开发。

随着全球领先的汽车制造商在电气化方面加倍努力，预计电池需求将非常强劲，到2030年左右，电池产量将难以跟上需求的步伐。对美国和欧洲来说，在制造规模和材料供应方面与中国竞争的努力，可能会更有效地转向电池创新。

毫无疑问，实现大规模电气化需要比目前市场上的电池续航时间更长、充电速度更快的电池。在过去几十年里，提高电池性能的大部分努力都集中在化学方面。这带来了逐步的改进，锂离子电池占据主导地位，对它的调整使我们转向了固态电池，许多人认为这是电池性能的下一步变化。

然而，固态电池的大规模商业化仍需至少十年时间，成本也依然是个问题。但还有另一种方法直到最近才受到重视，它可以帮助提高任何电池的化学性能，无论是现有的还是正在研发中的：重新思考电池的物理结构。

例如，从传统的2D电极结构过渡到3D结构，阳极和阴极都能产生更高的能量和更高的功率性能，解决了电池行业仍然困扰的两个挑战：功率-能量的权衡和阴极-阳极的不匹配。

当然，克服制造和材料供应方面的挑战仍然是关键因素。

编译/ 朱 琳

编辑/ 涂彦平设计/ 师瑜超来源/ Autonews，作者：BITON MOSHIEL