世界正變得越來越電氣化。發(fā)展中國家不僅提高了其人口的電力供應，而且現(xiàn)有交通基礎設施的電氣化正在快速進行。到2040年，道路上一半以上的汽車預計將由電力驅(qū)動。

      電池在這一轉(zhuǎn)變中起著至關重要的作用，但一種相對新型的電池似乎肯定會在個人電子產(chǎn)品以及交通運輸和重工業(yè)應用中占據(jù)主導地位。

      事實上，這種統(tǒng)治正在進行中。

      電池簡史

      電池長期以來一直是我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?。世界上第一個真正的電池是1800年由意大利物理學家亞歷山德羅·沃爾特發(fā)明的。這項發(fā)明是一個顯著的突破，但從那時起，只有少數(shù)幾項重大的創(chuàng)新。

      第一個是鉛酸電池，它是1859年發(fā)明的。這是第一個可充電電池，也是今天最常見的用于啟動內(nèi)燃機的電池。

      在過去的兩個世紀里，有一些創(chuàng)新的電池設計，但直到1980年才發(fā)明了真正的突破，當時牛津大學和斯坦福大學的突破導致了鋰離子電池的發(fā)展。1991年，索尼將第一款鋰離子電池商業(yè)化。

      鋰有什么特別的？

      在鋰離子電池中，鋰金屬以鋰離子的形式從一個電極遷移到另一個電極。鋰是最輕的元素之一，它具有任何元素中最強的電化學電位。這使得鋰基電池能夠在一個小型的輕電池中儲存大量的能量。因此，鋰離子電池已成為許多消費電子產(chǎn)品（如筆記本電腦和手機）的首選電池。

      鋰離子電池獲得動力

      由于鋰離子電池固有的優(yōu)勢，自本世紀初以來，銷量呈指數(shù)增長。這有助于持續(xù)降低成本。降低的成本也幫助鋰離子電池在新的應用領域獲得了堅實的立足點。

      根據(jù)研究機構(gòu)Bloombergnef的數(shù)據(jù)，容量加權平均鋰離子電池組價格（包括電池和電池組）較2010-18年下降了85%，平均為176美元/千瓦時。Bloombergnef進一步預測，到2024年價格將降至94美元/kWh，到2030年將降至62美元/kWh。

      這一下降的成本曲線對任何在其服務中使用電池的公司，或那些需要儲存能源的公司（例如電力生產(chǎn)商）具有重要影響。到目前為止，大多數(shù)鋰離子電池的銷售都在消費電子行業(yè)，但未來的銷售將越來越受到電動汽車的推動。

      如今，大多數(shù)上路的汽車仍然使用鉛酸蓄電池和內(nèi)燃機。但在過去五年里，由鋰離子電池驅(qū)動的電動汽車的銷量增長了十倍多。此外，越來越多的國家正在制定基于內(nèi)燃的汽車未來禁令，預計電動汽車最終將主導個人交通。

      當然，這意味著未來對電池的需求要大得多。如此之多以至于電動汽車制造商特斯拉，與松下合作，投資數(shù)十億美元建立新的鋰離子電池工廠。然而，美國鋰離子電池生產(chǎn)商的市場份額卻在下降。

      鋰離子電池的相關增長市場在重工業(yè)應用領域，如升降機、清掃器和洗滌器、機場地面支持應用和自動導向車輛（AGV）。這些利基應用在歷史上一直由鉛酸電池和內(nèi)燃機提供服務，但經(jīng)濟狀況迅速轉(zhuǎn)向了鋰離子電池。

      然而，在這一領域，一個國家已經(jīng)抓住了這一勢頭，并在市場上領先于其競爭對手。但并不是在美國，在美國，制造鋰離子電池的許多關鍵研究和開發(fā)都發(fā)生了。

      中國正在主導這一產(chǎn)業(yè)

      根據(jù)Bloombergnef的分析，在2019年初，全球鋰電池制造能力達到了316千兆瓦時（GWh）。中國擁有73%的產(chǎn)能，其次是美國，遠遠落后于中國位居第二位，占全球產(chǎn)能的12%。

      預計到2025年，全球產(chǎn)能將強勁增長，屆時BloombergNEF預測全球產(chǎn)能將達到1211 GWh。美國的產(chǎn)能預計將增長，但增速低于全球產(chǎn)能。因此，美國在全球鋰電池制造業(yè)的份額預計將減少。

      特斯拉正試圖通過建立自己的電池工廠來解決這一問題，但對于提供廣泛此類電池的公司，如加州的OneCharge，尋找當?shù)毓桃驯蛔C明具有挑戰(zhàn)性。我最近與OneChare首席執(zhí)行官Alex Pisarev進行了交談，他強調(diào)了公司面臨的挑戰(zhàn)：

      “美國制造商會很樂意使用美國制造的鋰離子電池，”皮薩雷夫告訴我，“但這在今天并不現(xiàn)實。所以我們必須繼續(xù)從中國進口。”

      中國正在采取與以前同樣的方式，使用太陽能電池板。雖然太陽能電池是由美國工程師羅素·歐爾發(fā)明的，但今天中國在全球太陽能電池板市場占據(jù)主導地位?，F(xiàn)在，中國的重點是控制世界鋰離子電池的生產(chǎn)。

      擁有最便宜的綠色技術是不是更可取，即使這意味著將制造業(yè)拱手讓給其他國家？低太陽能電池板價格有助于推動新一輪太陽能光伏增長的爆炸式增長，這反過來又支撐了許多美國就業(yè)崗位。但這些面板大部分是中國制造的。特朗普政府試圖通過對進口太陽能電池板征收關稅來解決這一問題，但這些關稅遭到了美國大多數(shù)太陽能行業(yè)的強烈反對。

      中國擁有廉價勞動力的主要優(yōu)勢，這使得它能夠主宰許多制造業(yè)。但中國的鋰儲量和鋰產(chǎn)量也比美國大得多。2018年，中國的鋰產(chǎn)量為8000公噸，在所有國家中排名第三，是美國鋰產(chǎn)量的近十倍。2018年，中國鋰儲量為100萬公噸，接近美國水平的30倍。

      前進的道路

      這一趨勢表明，鋰離子電池將越來越多地取代運輸和重型設備領域的鉛酸電池。這是一個與創(chuàng)紀錄的二氧化碳排放作斗爭的世界的一個重要發(fā)展。

      但由于在制造成本和原材料供應方面都具有這樣的優(yōu)勢，美國能否在世界市場上與中國競爭？如果不是，隨著越來越多的鋰離子電池達到其使用壽命的極限，美國能否開發(fā)出一個具有競爭力的回收鋰市場？

      這些是需要解決的重要問題。

      向鋰電池的過渡帶來了許多新的挑戰(zhàn)和機遇。但美國需要一個有效的戰(zhàn)略，以避免將另一個清潔能源制造機會拱手讓給中國。