ในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ Nature บทความเรื่อง "Tenyearslefttoredesignlithium-ionbatteries" ชี้ว่าวิวัฒนาการของประสิทธิภาพและราคาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะชะลอตัว ถ้าเราไม่เพิ่มการวิจัยเกี่ยวกับวัสดุอิเล็กโทรดจากเหล็กทองแดงและวัสดุอื่น ๆ การพัฒนายานพาหนะไฟฟ้าในวง จำกัด จะมี จำกัด
รถยนต์ไฟฟ้าจำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพน้ำหนักเบาและราคาไม่แพงทางเลือกที่ดีที่สุดคือแบตเตอรีลิเธียมไอออนในเชิงพาณิชย์มีขนาดกะทัดรัดและมีเสถียรภาพ แต่ก็ยังมีขนาดใหญ่เกินไปและมีราคาแพงที่จะใช้กันอย่างแพร่หลาย
ยี่สิบปีที่ผ่านมาการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชาร์จได้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง. ขนาดความจุของพลังงานที่เก็บไว้ในก้อนแบตเตอรี่มากกว่าเท่าตัวจาก 200 วัตต์ต่อลิตร (WH-1) เพิ่มขึ้นถึง 700 วัตต์ (WH-1 ค่าใช้จ่ายลดลง 30 เท่าเป็นประมาณ 150 เหรียญต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง แต่ยังคงสูงกว่า 100 เหรียญสหรัฐฯต่อกิโลวัตต์ต่อชั่วโมงสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า (50-100 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง) แบตเตอรี่มีความแข็งแรงเพียงพอ แต่ยังคงมีน้ำหนักประมาณ 600 กิโลกรัมและใช้พื้นที่ 500 ลิตร
ด้วยเทคโนโลยีแบบดั้งเดิมเข้าใกล้ขีด จำกัด พื้นฐานก้าวของความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่มีการชะลอตัวของจำนวนเงินค่าใช้จ่ายในโครงสร้างช่องว่างผลึกของวัสดุอิเล็กโทรที่สามารถเก็บไว้ได้ใกล้เคียงกับการเติบโตของตลาดทฤษฎีสูงสุดที่คาดว่าจะไม่ลดราคา - ตลาดได้รับที่ดี .
นักวิจัยเตือนว่าทางเลือกที่จะต้องพบโดยเร็วที่สุดเท่าโคบอลต์นิกเกิลและโลหะอื่น ๆ เพื่อที่จะตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเนื่องจากการขาดแคลนของพวกเขาได้รับการผลักดันขึ้นราคา: ในอดีตที่ผ่านมาสองปีโคบอลต์นิกเกิลและอื่น ๆ ที่หายาก ราคาโลหะปากต่อปากถึง $ 81 ต่อกิโลกรัมจาก $ 22 ต่อกิโลกรัม. ในมุมมองของผู้ผลิตตัดมุมละเมิดกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยของนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรได้รับการกระตุ้นให้มีการพัฒนาที่ไม่แพงโลหะทั่วไปเช่นเหล็กและทองแดงเป็น ทางเลือกที่มีศักยภาพ
นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยการย้ายลิเธียมไอออนระหว่างสองขั้วไฟฟ้าในการทำงานจากขั้วบวกไปขั้วลบของกระแสพลาสมา, รถยนต์พลังงาน. เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ที่ลิเธียมไอออนกรดไหลย้อน
ในแบตเตอรี่ทางการค้าที่ใช้ในวันนี้สำหรับยานพาหนะไฟฟ้าลิเธียมไอออนจะถูกเก็บไว้ในคริสตัลที่ประกอบขั้วช่องว่างนาที (ซึ่งเรียกว่าผลึกเสพขั้วไฟฟ้า). ขั้วบวกมักจะทำจากกราไฟท์, แคโทดทำจากโลหะออกไซด์ วัสดุสำหรับขั้วไฟฟ้าในโลหะมีค่าโดยเฉพาะเช่นโคบอลต์และนิกเกิลทั้งหายากและมีราคาแพง
ในความคิดของเราเป็นทางเลือกที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือการใช้วัสดุในการแปลงไฟฟ้า. ทองแดง, เหล็ก, ฟลูออไรและลิเธียมไอออนที่ทำปฏิกิริยากับซิลิกอน. แปลงโลหะการเปลี่ยนแปลงในแคโทดสามารถรองรับแคโทด 6 ครั้งกว่าอะตอมลิเธียมมาตรฐาน วัสดุนี้สามารถขยายได้มากขึ้นและสามารถยึดอะตอมลิเธียมได้มากขึ้น
หากไม่มีการเปลี่ยนแปลงความต้องการจะเกินการผลิตภายใน 20 ปีเราคาดว่าราคาโคบอลต์จะเพิ่มขึ้นภายในปี 2573 และราคานิกเกิลจะเพิ่มขึ้นในปี 2580 หรือก่อนหน้านี้
ผู้ผลิตรถยนต์และรัฐบาลคาดว่าจะผลิตรถยนต์ไฟฟ้าได้ 10 ถึง 20 ล้านคันต่อปีภายในปี 2568 หากแบตเตอรี่รถยนต์แต่ละเครื่องต้องใช้โคบอลต์ 10 กิโลกรัมภายในปี 2565 รถยนต์ไฟฟ้าต้องมีโคบอลต์ 100,000-200,000 ตันต่อปี - นี่เป็นส่วนใหญ่ของการผลิตปัจจุบันของโลกในทำนองเดียวกันจำเป็นต้องใช้นิกเกิล 400,000-800,000 ตันในแต่ละปีซึ่งคิดเป็น 20-40% ของโลหะที่ใช้ในปัจจุบันเมื่อรถบรรทุกรถประจำทางเครื่องบินและเรือเปลี่ยนเป็นพลังงานแบตเตอรี่พวกเขาต้องการมากขึ้น ไฟฟ้ามากขึ้น
ในปี 2593 การผลิต 50 ล้านถึง 80 ล้านคันต่อปีจะต้องใช้ 500,000 ถึง 800,000 ตันโคบอลต์โดยในปี 2573 จะทำให้กำลังการผลิตเหมืองแร่สูงกว่าปัจจุบันถึง 2050 ความต้องการนิกเกิลจะเพิ่มขึ้น เพิ่มขึ้น 2-3 ครั้งช่วงกลางทศวรรษ 1930 ปัญหาการขาดแคลนนิกเกิลจะเห็นได้ชัด
การรีไซเคิ่ไม่สามารถเติมเสบียงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 15 - 20 ปี, แบตเตอรี่ตะกั่วกรด 5-3 ครั้งชีวิต 7 ปีของการกลั่นน้ำมันอาจจะเป็นของที่มีคุณภาพดีของแร่ที่ขุดได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของการเพิ่มขึ้นของราคา แต่ค่าใช้จ่ายในการประมวลผลที่สูงขึ้นผลักดันขึ้นราคา. เมื่ออุปทานแหลมเราคาดว่าราคาของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่อาจเพิ่มขึ้นกว่า $ 1,000. ถ้าคุณใช้แคโทดโลหะน้อย 'โคบอลต์สูงสุด' อาจจะล่าช้าเป็นเวลาหลายปี แต่ใช้โคบอลต์น้อยในวัสดุแคโทดจะถูกพัฒนาย่อยสลายได้เร็วขึ้นต้องมีการเปลี่ยนบ่อยครั้งมากขึ้น
