隨著世界各國政府承諾減少溫室氣體排放，電池已經上升到政策討論的前沿。預計到2030年，全球電動汽車電池市場規模將達到近1萬億美元，美國、中國和歐洲正競相在大規模生產更廉價、更高效和更安全電池的競爭中占據一席之地。

中國正在主導鋰離子電池生產，并以驚人的速度建造工廠，歐洲也緊隨其后，目標是到2025年成為第二大電池生產地區。盡管美國擁有更多的技術創新，但它需要大步追趕。

鋰離子電池的制造依賴于石墨、鋰、鈷等關鍵材料。這些材料用于今天的活性陰極材料，這些化學成分出現在以下高性能電池中：鋰離子電池、固態電池和硅電池。

中國的主導地位

2019年，中國化工企業占全球電池原材料總產量的80%。到2029年，將有136家計劃中的鋰離子電池工廠建成，其中101家位于中國。剛果的鈷礦（絕大多數鈷金屬都產于剛果）由中國壟斷。

還有，中國一直在購買澳大利亞和南美洲的采礦業務的股份，這兩個地區是世界上鋰儲量最多的地區。事實上，中國的天齊鋰業目前擁有世界上最大鋰儲量的51%。

到2023年，歐洲的鋰離子電池生產能力將超過美國。到2023年，歐洲的電動汽車電池需求將超過每年200 GWh，到2028年將達到400 GWh。

此外，歐洲的鋰離子電池容量份額將從2020年的6%上升到2025年的25%，中國的預期份額可能從77%下降到65%。

盡管美國在主導市場的鋰離子電池技術方面處于領先地位，但缺乏國家戰略一直阻礙著該國的電池生產。

為了解決這一問題，美國能源部2021年6月發布了《國家鋰電池藍圖》，指導開發國內價值鏈的投資。該計劃包括材料回收、加快國內采礦工作以解決日益嚴重的材料短缺，以及尋找制造不含鈷和鎳的鋰離子電池的方法。

另外，能源部還計劃向電動汽車生產設施提供170億美元的貸款，而拜登政府已承諾提供1億美元用于新供應鏈的人力開發。

隨著全球領先的汽車制造商在電氣化方面加倍努力，預計電池需求將非常強勁，到2030年左右，電池產量將難以跟上需求的步伐。對美國和歐洲來說，在制造規模和材料供應方面與中國競爭的努力，可能會更有效地轉向電池創新。

毫無疑問，實現大規模電氣化需要比目前市場上的電池續航時間更長、充電速度更快的電池。在過去幾十年里，提高電池性能的大部分努力都集中在化學方面。這帶來了逐步的改進，鋰離子電池占據主導地位，對它的調整使我們轉向了固態電池，許多人認為這是電池性能的下一步變化。

然而，固態電池的大規模商業化仍需至少十年時間，成本也依然是個問題。但還有另一種方法直到最近才受到重視，它可以幫助提高任何電池的化學性能，無論是現有的還是正在研發中的：重新思考電池的物理結構。

例如，從傳統的2D電極結構過渡到3D結構，陽極和陰極都能產生更高的能量和更高的功率性能，解決了電池行業仍然困擾的兩個挑戰：功率-能量的權衡和陰極-陽極的不匹配。

當然，克服制造和材料供應方面的挑戰仍然是關鍵因素。

編譯/ 朱 琳

編輯/ 涂彥平設計/ 師瑜超來源/ Autonews，作者：BITON MOSHIEL