鉅大LARGE | 點擊量：713次 | 2022年09月06日
MIT對電池下降的原因進行分析 助力電池技術發展更新
在過去30年里，用于手機、筆記本電腦和汽車的可充電鋰離子電池的成本已大幅下降，并成為這些技術快速增長的主要驅動力。但是，試圖量化成本下降的結果是模糊和相互矛盾的，這阻礙了預測該技術的未來或設計有用的政策和研究重點的嘗試。
現在，麻省理工學院的研究人員已經對這些電池價格下降的研究進行了詳盡的分析，這些電池是當今世界上占主導地位的可充電技術。新的研究回顧了30多年的歷史，包括盡可能地分析原始的基礎數據集和文件，以得出該技術的發展軌跡。
研究人員發現，自1991年首次商用以來，這些電池的成本已經下降了97%。這一改進速度比許多分析家所聲稱的要快得多，與太陽能光伏板的改進速度相當，有些人曾認為太陽能光伏板是個特例。新的研究結果今天在《能源與環境科學》雜志上報道了麻省理工學院博士后MicahZiegler和副教授JessikaTrancik的一篇論文。
Trancik說，雖然很明顯，一些清潔能源技術（如太陽能和風能）的成本已經大幅下降，但當他們開始研究鋰離子電池的價格下降時，他們看到，對于這些技術的成本下降速度，存在很大的分歧。類似的分歧也出現在追溯電池發展的其他重要方面，比如不斷提高的能量密度（給定體積內存儲的能量）和比能量（給定質量內存儲的能量）。
這些趨勢對于讓我們走到現在的位置，以及對于思考未來可能發生的事情是如此的有影響。Trancik說，他是麻省理工學院數據、系統和社會研究所的副教授。雖然大家都知道電池成本的下降是近期電動汽車銷量增長的助推器，但人們并不清楚這種下降的幅度有多大。她說：通過這種詳細的分析，我們能夠確認，鋰離子電池技術在成本方面已經有所改善，其改善速度與太陽能技術，特別是光伏組件相當，而光伏組件通常被奉為清潔能源創新的一種黃金標準。
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充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
關于鋰離子電池成本下降了多少，以及是什么因素造成的，有如此大的不確定性和分歧，這似乎很奇怪，但事實上，很多信息都是以企業密切掌握的數據形式存在，研究人員很難獲得。大多數鋰離子電池并不直接出售給消費者--你不能跑到典型的街角藥店去為你的iPhone、你的PC或你的電動汽車購買替換電池。相反，制造商購買鋰離子電池，并將其用于電子產品和汽車。像蘋果或特斯拉這樣的大公司以數百萬計的價格購買電池，或者自己生產，價格是經過協商或內部核算的，但從未公開披露。
除了幫助推動正在進行的交通電氣化之外，鋰離子電池成本的進一步下降還可能增加電池在固定應用中的使用，以彌補太陽能和風能等清潔能源的間歇性供應。這兩種應用都可以在幫助遏制世界氣候改變溫室氣體的排放方面發揮重要作用。我無法夸大清潔能源創新的這些趨勢對于讓我們走到現在的位置的重要性，在這里，我們開始看起來可以看到車輛的快速電氣化，我們看到可再生能源技術的快速增長，當然，應對氣候變化還有很多事情要做，但這確實是一個游戲規則的改變者。Trancik說。
Ziegler指出，新的發現不僅僅是追溯電池發展的歷史，而是幫助指導未來。梳理所有已發表的關于鋰離子電池成本降低的文獻，他發現對歷史改進的衡量標準非常不同。而且在各種不同的論文中，研究人員都在利用這些趨勢來提出如何進一步降低鋰離子技術成本的建議，或者何時可以達到成本目標。但由于基礎數據差異太大，研究人員提出的建議可能大相徑庭。一些研究表明，對于某些應用來說，鋰離子電池的成本不會迅速下降，而其他研究則要樂觀得多。這種數據上的差異最終會對研究重點和政府激勵措施的設定產生實際影響。
研究人員對已公布數據的原始來源進行了挖掘，在某些情況下發現某些原始數據曾被多個研究使用，而這些研究后來被作為單獨的來源引用，或者原始數據來源在途中丟失。而大多數研究只關注成本，Ziegler說，很明顯，這樣的單維度分析可能會低估鋰離子技術的改進速度；除了成本，重量和體積也是汽車和便攜式電子產品的關鍵因素。所以，團隊在研究中增加了第二條軌道，對這些參數的改進也進行了分析。
鋰離子電池沒有被采用，因為它們有更便宜的電池技術可用。鋰離子技術之所以被采用，是因為它可以讓你把便攜式電子產品放在手中，因為它可以讓你制造出持續時間更長、功率更大的電動工具，而且它可以讓我們制造出可以提供足夠行駛里程的汽車。
他補充說，這種更廣泛的分析有助于定義未來可能的事情。鋰離子技術在某些應用上的改進可能比只看一個性能指標的預測更快。通過觀察多個衡量標準，你基本上可以更清楚地了解改進率，這表明它們也許可以為放寬質量和體積限制的應用改進得更快。
Trancik補充說，新的研究可以在能源相關的政策制定中發揮重要作用。少數幾個隨著時間推移成本大幅下降的清潔技術例如風能、太陽能，以及現在的鋰離子電池的已發布數據趨勢往往會被反復引用，不僅在學術論文中，而且在政策文件和行業報告中，許多重要的氣候政策結論都是基于這幾個趨勢。出于這個原因，正確對待它們很重要。確實需要謹慎對待數據，并在處理技術數據和跟蹤這些趨勢時全面提高我們的游戲水平。
池成本決定了電動汽車與內燃機汽車的價格平價，卡內基梅隆大學機械工程副教授VenkatViswanathan說，他沒有參與這項工作。因此，預測電池成本下降可能是確保準確理解電動汽車采用情況的最關鍵挑戰之一。
Viswanathan補充說，發現成本下降的速度可能比以前想象的更快，這將使更廣泛的采用，增加數量，并導致成本進一步下降。.........本文所策劃、分析和發布的數據集將對社會產生持久影響。
