未来十年值得期待的五种电动汽车电池技术
目前的研究重点仍然是锂离子电池：磷酸铁锂（LFP）降低了成本；高镍含量提高了能量密度；干电极和电池到电池组（Cell-to-Pack）技术降低了成本；硅负极有望实现6-10分钟的快速充电。钠离子电池和固态电池的生产仍然存在问题。
关于“电池技术突破”的说法层出不穷，但真正走出实验室、应用于电动汽车的技术却寥寥无几。IDTechEx 的 Pranav Jaswani 和彭博新能源财经的 Evelina Stoikou 等专家告诉《连线》杂志，一些小的、恰到好处的改进就能带来巨大的改变，但由于安全要求、生产验证和财务可行性等因素，这些改进往往需要数年时间才能实现。
锂离子电池仍然是电动汽车时代的基石。
迄今为止，最大的突破都集中在锂离子电池上。“锂离子电池技术已经非常成熟，”伊芙琳娜·斯托伊库说道；投资规模和现有的供应链使得其他化学体系在未来十年内难以赶上。即便如此，普拉纳夫·贾斯瓦尼表示，哪怕只是改变一下电池的成分或工艺，就能增加约50英里的续航里程，或者大幅降低制造成本，从而降低汽车的价格。
五个步骤，就能带来真正的改变
LFP：削减成本，保持稳定
值得关注的原因：磷酸铁锂电池（LFP）使用铁和磷酸盐代替昂贵且难以开采的镍和钴。LFP电池更稳定，在多次循环后性能衰减更慢。
潜在结果：降低电池成本和汽车价格——在电动汽车与汽油车竞争的时代，这一点尤为重要。磷酸铁锂电池在中国已经很普及，预计未来几年将扩展到欧洲和美国。
挑战：与其他方案相比，能量密度较低，单块电池组的续航里程较短。
NMC合金中镍含量高：射程更远，钴含量更低。
值得关注的原因：提高锂镍锰钴电池中的镍含量可以提高能量密度，在不增加尺寸/重量的情况下延长续航里程。同时，还可以减少钴的使用——钴是一种价格昂贵且在伦理方面存在争议的金属。
挑战：稳定性降低，开裂或爆炸风险增加，需要更严格的设计和热控制，导致成本增加。更适合高端电动汽车。
干电极工艺：减少溶剂用量，提高生产效率
值得关注的原因：干电极技术无需将材料与溶剂混合后再进行干燥，而是在涂覆和轧制前混合干粉。减少溶剂的使用降低了环境、健康和安全风险；省去干燥步骤可以缩短时间、提高效率并减少生产空间，从而降低成本。
部署状态：特斯拉已申请阳极；LG 和三星 SGI 正在测试该线路。
挑战：干粉加工技术复杂，需要精细调整才能稳定大规模生产。
电池到电池组：利用体积优势，增加约 80 公里
值得关注的原因：通过省略模块，将电芯直接放入电池组，可以在相同空间内封装更多电芯。据 Pranav Jaswani 称，这项技术可以增加约 80 公里的续航里程，提高最高速度，同时降低制造成本。特斯拉、比亚迪和宁德时代 (CATL) 等公司已经开始使用这项技术。
挑战：如果没有模块，控制热不稳定性及结构强度就更加困难；更换故障电池会变得复杂，甚至需要打开或更换整个电池组。
硅负极：能量密度高，充电速度快，仅需 6-10 分钟
值得关注的原因：在石墨负极中添加硅可以提高电池的储能容量（延长续航里程）并加快充电速度，可能只需 6-10 分钟即可充满电。特斯拉已经开始混合使用硅；梅赛德斯-奔驰和通用汽车表示，他们距离大规模生产也越来越近了。
挑战：硅材料会周期性地膨胀和收缩，导致机械应力和裂纹产生，从而随着时间的推移降低其容量。这种情况在手机或摩托车等小型电池中很常见。
| 技术 | 主要优势 | 挑战 | 地位 |
|---|---|---|---|
| LFP | 低成本、稳定性好、降解缓慢 | 低能量密度 | 在中国很受欢迎；预计在欧盟/美国也会增加。 |
| 高镍（NMC） | 提高密度，减少钴含量 | 热控制稳定性较差，成本较高 | 适用于高端汽车 |
| 干电极 | 减少溶剂用量，提高效率，降低成本 | 干粉处理方面的技术挑战 | 特斯拉（阳极）；LG、三星SGI测试 |
| 细胞到包装 | 增加约80公里续航里程，降低成本 | 热控制，难以修复 | 特斯拉、比亚迪、宁德时代应用 |
| 硅阳极 | 续航里程更长，充电速度快，只需 6-10 分钟 | 膨胀会导致开裂和承载能力下降。 | 接近大规模生产 |
技术前景广阔，但距离市场仍有很长的路要走。
钠离子：易于获取、价格低廉、耐热
值得关注的原因：钠价格低廉、储量丰富，且比锂更容易加工，从而降低了供应链成本。钠离子电池似乎更稳定，并且在极端温度下也能表现出色。宁德时代表示将于明年开始量产，其电池有望占据中国乘用车市场高达40%的份额。
挑战：钠离子较重，能量密度较低，更适合固定式储能。这项技术尚处于早期阶段，供应商少，成熟的工艺也有限。
固态电池：能量密度高、更安全，但制造难度大。
值得关注的原因：用固态电解质取代液态/凝胶电解质有望带来更高的能量密度、更快的充电速度、更长的使用寿命以及更低的泄漏风险。丰田表示，将于2027年或2028年推出搭载固态电池的汽车。彭博新能源财经预测，到2035年，固态电池将占电动汽车生产和存储总量的10%。
挑战：有些固体电解质在低温下性能较差；生产需要新设备，难以制造无缺陷的电解质层；行业尚未统一电解质的选择标准，导致供应链困难。
这是一个绝妙的想法，但很难推广。
无线充电：极致便捷，成本低廉
值得关注的原因：一些制造商表示，无需插电即可停车和充电的功能很快就会普及；保时捷正在展示一款原型车，并计划明年推出商业版本。
挑战：据普拉纳夫·贾斯瓦尼 (Pranav Jaswani) 称，有线充电现在效率更高，安装成本也更低。无线充电或许会出现在一些特殊情况下，例如公交车停靠在码头边充电，但它不太可能成为主流选择。
结论：预期不无道理，但进化需要时间。
目前最有前景的电池技术大多是对锂离子电池系统的优化：磷酸铁锂电池（LFP）降低成本，高镍电池提高能量密度，干电极和电芯到电池组（Cell-to-Pack）技术降低制造成本，硅负极提高充电速度。与此同时，钠离子电池和固态电池虽然具有长期发展潜力，但面临诸多生产难题。正如专家强调的那样，即使是微小的改进也可能需要长达十年的时间才能应用于电动汽车——而且只有符合安全标准和经济效益的改进才有机会进入市场。
