替代技術層出不窮

近期，全球電動汽車行業發展迅速，但電動汽車過于依賴鋰電池，成為了這個行業的掣肘之一。目前，鋰電池仍有易燃、續航距離有限等問題，電動汽車制造商、電池制造商以及相關化工生產商一直在尋找提高電池壽命和性能的方法，以提供更可靠的電池，更有效地為電動汽車供電，使電動汽車行駛更遠的距離。電動汽車和電池制造商正在大力投資于電池技術的研發，包括開發替代電池材料和提高性能。預計這將在未來幾年刺激創新，以提高電動汽車和電池的性能。然而，目前尚不清楚哪種電池技術將占據主導地位。

目前，盡管各類新型電池都在發展，但電動汽車電池制造商仍然嚴重依賴鋰化工生產商的產品。由于電動汽車行業的發展，全球對鋰的需求不斷上升，但鋰化合物的傳統供應有限。電池制造商如果不想受制于上游的鋰化工企業，就需要尋找替代方案，或者通過回收來獲取“第二礦源”。他們還在研發方面投入了大量資金，以提高電池的性能和壽命。這將有助于電動汽車和電池存儲的效率提高。

目前，一些公司正在尋找鋰電池的替代品，因為鋰電池需要大量的水和能源來生產，而且很難回收。其中，鈉離子電池一般被視為鋰電池的良好替代。英國Faradion公司和ICM投資公司的合資企業澳大利亞國家能源公司正在探索鈉動力電池，該公司認為這種電池可能更具可持續性。該公司于2022年開始在新南威爾士州雅拉谷安裝了第一個Faradion鈉離子電池，以試驗該技術。Faradion公司首席執行官詹姆斯·奎因表示：“對電池來說，鈉與鋰相比是一種更可持續的資源。鈉的來源更廣泛、更便宜，提取的用水量也更少，提取一噸鋰所需的水是提取一噸鈉所需水的682倍。”鈉離子電池正憑借低成本、高安全、長循環壽命及耐低溫等獨特優勢，為全球市場帶來更為經濟、高效的能源存儲選擇，但因其能量密度低、循環次數較少，暫時無法在電動汽車領域替代鋰電池。

另一種替代方案是鋰硫電池，它在陰極中使用硫而不是鎳、錳和鈷等過渡元素。地殼中的硫含量更豐富，硫也是天然氣加工和煉油的副產品。這意味著它比金屬礦產更容易獲得，使得鋰硫電池更具可持續性。其中，全固態鋰硫電池的理論比容量達到2600W/kg，單次充電后續航能力可達4000千米，目前已有多家頭部企業對此投資。不過，也有業內人士認為鋰硫電池不如常用的三元鋰電池安全。

在許多公司投資于替代電池技術的同時，其他公司也在尋求優化他們的鋰離子電池業務。一些電動汽車制造商正在探索固態電池技術，而另一些制造商則在研究電池中硅陽極的潛力。固態電池使用固體電解質，而不是傳統電池中使用的液體或水電解質。兩種最常見的固體電解質是無機固體電解質和固體聚合物。固態電池具有較低的易燃性、較高的能量密度和更快的充電周期。然而，它們的生產成本比鈉電池高，在目前也并無明顯優勢。許多業內專家認為，仍需找到一種理想的固體電解質來有效地為電池供電。

總部位于美國科羅拉多州的Solid Power公司已經發明了一種硫化物電解質電池，它的能量密度據稱比傳統的鋰電池高50%~100%。該公司的目標是到2028年每年為80萬輛電動汽車提供固態電池。豐田和日產汽車都在為固態電池的研究和開發提供資金，他們希望這種電池能在未來幾年提高電動汽車的性能。豐田希望在2027年至2028年間大規模生產固態電池，日產的目標是在2029年之前將該技術應用于其電動汽車。

與此同時，梅賽德斯、保時捷和通用都在投資硅陽極技術，以提高電池的動力和充電能力。咨詢公司IDTechEx今年5月的一份報告稱，先進的硅陽極材料在提高電池性能的關鍵領域具有巨大潛力。然而，該技術的商業推廣存在一些障礙，包括循環壽命、保質期和成本。硅陽極目前似乎正在超越固態電池技術，這在很大程度上要歸功于過去幾年的幾項技術突破，但它們都還沒有準備好在商業規模上使用。幾年前，硅陽極電池的保質期只有一年，但電池生產商相信，他們現在已經把保質期延長到了三至四年。專家認為，硅陽極的能量密度可能是電池陽極中常用的石墨的10倍。然而，當電池陽極材料中使用更多的硅時，這些材料會更快地降解。