许多人对电动汽车 (EV) 越来越感兴趣。对于一些人来说，减少环境影响是主要驱动力。其他人不喜欢处理燃料价格波动的不确定性。然而，可能的电池短缺可能会阻碍任何预期的电动汽车繁荣。
汽车普及率上升可能会使问题恶化
如果一个人购买了最广泛使用的电动汽车之一，那么它很有可能装有锂离子电池。它们是当今电动汽车最受欢迎的电源之一。
这些组件的生产需要多种原材料，包括锂和钴。2020 年的一项研究中公布的数据估计，2019 年用于电动汽车的锂离子电池需要 19 公吨钴和 17 公吨锂。此外，预测表明，到 2030 年，这些物质需求可能分别上升到 180 和 185 吨。
这些统计数据强调了为什么对电动汽车及其采用率感兴趣的人们越来越渴望找到更广泛使用的电池材料。但是，可能需要一段时间才能使这些成为可行的选择。
电池短缺可能会使电动汽车成本更高
对提供更长续航里程的更大电池的需求是预测材料使用量增加的原因之一。幸运的是，许多项目正在进行中，以使充电站更容易使用，包括努力将它们直接带给司机。
即便如此，许多潜在的 EV 购买者会自动将更长的续航里程视为更好的选择。这种信念加速了制造商生产需要更多材料的更大电池的需求。
消费者也可能会受到电池短缺的影响。2021 年 3 月，高盛分析师指出，自年初以来，用于制造锂离子电池的三种主要材料价格一直在上涨。他们还指出，这一趋势将使电池成本上涨约 18%，从而削减制造商的利润。
分析师表示，如果发生这种情况，电动汽车的消费者成本也会上升，因为电池占汽车制造预算的 60%。他们没有详细说明额外费用的范围，但确实提供了一种可能的情况。
如果镍价飙升至每吨 50,000 美元的历史高点，对于想要购买电动汽车的人来说，电动汽车的价格可能会上涨 1,250 至 1,500 美元。更高的价格标签可能会抑制消费者的需求，但不太可能很快发生。知情人士认为，这可能会在未来十年内发生。
推动研究人员开发不同的电源
随着人们越来越关注锂离子电池并不代表无限资源这一现实，这可能会促使研究人员优先考虑开发更新、更好、不依赖于面临短缺材料的电池。
选择电池作为安全有效的候选者首先要了解其在所有类型使用过程中的特性。例如，锂离子电池在充电过程中会发生放热反应，从而产生热量。工程师必须开发温度管理设备以防止它们过热。
因此，寻找电池替代品只是目标的一部分。其他努力的重点是确保它按预期运行而不会造成危险。
然而，进展正在进行中。在一个例子中，德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发了一种不含钴的锂离子电池，他们说钴是其最不丰富的材料。电池的阴极通常包含所有的钴。然而，在这项研究中开发的选项是 89% 的镍，以及锰和铝。
研究人员表示，主要使用镍作为阴极应该会延长行驶距离。他们还指出，钴是用于阴极的最昂贵的材料。他们说，它比镍、锰和铝的综合成本还要昂贵，并且可以占许多锂离子电池阴极的近三分之一。
因此，这一成就可以为性能更优越、生产成本更合理的电池替代品铺平道路。如果是这样，那对 EV 车主和制造商来说是一个互惠互利的局面。
创造新商机
虽然电动汽车行业整体上为有创业精神的人打开了更多的选择空间，但电池紧缺的问题或许也是如此。毕竟，大多数商人都知道提出解决已发现问题的想法的重要性。
在美国建厂
其中一个选择是在美国建立更多的电池工厂。这将减少对目前主导锂离子电池市场的中国的依赖。
据一位业内人士透露，全球只有23%的电池原材料来自中国。然而，由于在化学生产电池级材料方面的成功，这个亚洲国家仍占总产量的 80%。
在美国设厂有道理，但也并非一帆风顺。电池技术公司 NanoGraf 的首席执行官 Francis Wang 博士承认，“我们在美国没有供应链。我认为我们落后了。”
他继续说道，“电池业务是一项艰巨的业务。这是难以置信的资本密集型。开办一家工厂需要花费数百万甚至数十亿美元。利润率非常低。超薄。而且存在巨大的风险。”
将旧电池变成新电池
在更多美国工厂建成之前，一家名为 Redwood Materials 的新创业公司可以提供替代方案。这种商业模式不是制造电池，而是专注于回收电池。公司领导者设想了一个闭环电池供应链，该供应链支持可持续发展，同时解决材料短缺问题。
一个挑战是，垃圾场中的电动汽车数量还不足以满足公司的需求。目前，其解决方法之一是从消费者那里获取电池。这是有道理的，尤其是因为大多数人至少有一些与他们不再使用的智能手机相关的锂离子手机电池。
Redwood Materials 工艺包括将电池加热到 2,700 华氏度，将金属变成热液体。然后，辅助化学过程将金属还原为锂、钴和镍的超浓缩形式。
现在说这种开创性的方法有多少可以解决电池短缺问题还为时过早，但这是一个可能的例子。
电池短缺没有快速解决方案
没有任何单一或快速的解决方案可以解决这里围绕电池材料短缺的问题。如果确实出现严重短缺，那可能会对人们对电动汽车的热情产生负面影响。然而，由于此处详述的一些影响还需要数年时间才能实现，因此仍然需要时间来找出一些切实可行的前进道路。