近日，大眾汽車宣布加入德國政府的鋰離子電池生產(chǎn)廠商提供補(bǔ)貼計劃。據(jù)悉，德國政府在2018年宣布推出鋰離子電池生產(chǎn)廠商提供補(bǔ)貼計劃，希望本國的企業(yè)能夠積極參與鋰離子電池生產(chǎn)。除此之外，德國政府還撥款12億美元，用于德國固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展。

自1990年問世以來，鋰離子電池在消費(fèi)性電子產(chǎn)品、儲能（家用、公用事業(yè)）、電動汽車行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著產(chǎn)能規(guī)模的擴(kuò)大，其性能大幅提升、價格大幅下降。

將來，驅(qū)動鋰離子電池的成本下降和性能提升的四個關(guān)鍵因素是：化學(xué)材料、電池容量、生產(chǎn)規(guī)模和充電速度。

化學(xué)材料。電池的性能受兩極化學(xué)材料的影響。陰極材料主要包括鋰鎳錳鈷（NMC）、鋰鎳鈷鋁氧化物（NCA）、鋰錳氧化物（LMO）和磷酸鐵鋰（LFP）；陽極材料大多數(shù)采用石墨，重型汽車中為增加循環(huán)壽命，也會使用鈦酸鋰（LTO）。NMC和NCA技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是能量密度更高，主導(dǎo)了輕型電池市場；LFP的能量密度低，但得益于更高的循環(huán)壽命和安全性能，它成為重型電動汽車（即客車）采用的主要化學(xué)物質(zhì)。化學(xué)材料對電池成本有著較大的影響，采用不同化學(xué)材料的電池，其價格差距最大可達(dá)到20%。

電池容量與尺寸。電動汽車電池容量差異很大，在中國最為暢銷的三款小型電動汽車的電池容量為18.3~23千瓦時；歐洲和北美的中型汽車電池容量在23~60千瓦時；大型汽車的電池容量在75~100千瓦時之間。電池容量越大、成本越低。據(jù)估計，一個70千瓦時電池的單位能量成本比30千瓦時電池低25%。

生產(chǎn)規(guī)模。擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模以實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)是另一個重要因素。目前典型的工廠產(chǎn)能范圍大約為0.5~8吉瓦時/年，大多數(shù)工廠的產(chǎn)能約為3吉瓦時/年。按照單輛電動汽車20~75千瓦時的典型容量進(jìn)行測算，單個工廠的產(chǎn)能相當(dāng)于每年可以生產(chǎn)6000~40萬個電池組。目前，德國、美國、中國、印度等地正在新建一批產(chǎn)能更大的電池工廠，其中包括特斯拉年產(chǎn)能達(dá)到35吉瓦時的超級工廠。

充電速度。當(dāng)前技術(shù)可以實現(xiàn)在40~60分鐘內(nèi)充電80%。這一訴求增加了電池設(shè)計的復(fù)雜性，比如降低電極的厚度，這會增加電池的成本；降低電池的能量密度，從而縮短了電池的壽命。美國能源部的一項分析表明，改變電池設(shè)計以適應(yīng)400千瓦的充電將使電池成本增加近一倍。

其中，化學(xué)材料又是最重要的因素。

根據(jù)IEA的分析，鋰離子電池仍將在未來的二十年內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)，但其化學(xué)材料將逐漸發(fā)生變化。

2025年前后，新一代擁有低鈷、高能量密度和陰極鋰鎳錳鈷（NMC）811等特性的鋰離子電池將進(jìn)入量產(chǎn)。在石墨陽極中加入少量的硅，可將能量密度提高50%，而能夠承受較高電壓的電解質(zhì)鹽也將有助于提高性能。

2025年至2030年期間，鋰金屬為陰極、石墨/硅復(fù)合材料為陽極的鋰離子電池可能會進(jìn)入設(shè)計階段，甚至還可以引入固態(tài)電解質(zhì)以進(jìn)一步提高能量密度和電池安全性。此外，鋰離子技術(shù)可能會被鋰空氣、鋰硫等其他有著更高能量密度和更低理論成本的電池所取代。但這些技術(shù)的發(fā)展水平仍非常低，實際性能尚待測試。