世界正變得越來越電氣化。不僅僅發展中國家在增加其人民的電力供應，而且現有運輸基礎設施的電氣化正在迅速進行。到2040年，道路上超過一半的汽車預計將由電力驅動。
電池在這一轉變中發揮著關鍵作用，但一種相對較新的電池類型似乎肯定會在個人電子產品、交通和重工業應用領域占據主導地位。
事實上，這種主導正在順利進行。
電池的簡史
長期以來，電池一直是我們日常生活的一部分。1800年，意大利物理學家亞歷桑德羅·伏特發明了世界上第一塊真正的電池。這項發明代表了一個顯著的突破，但從那時起，只有少數重大的創新。
第一種是鉛酸電池，發明于1859年。這是第一個可充電電池，至今仍是最常用的用于啟動內燃機的電池。
在過去的兩個世紀里，有一些創新的電池設計，但直到1980年，一個真正的游戲規則改變者才被發明出來。就在那時，牛津大學和斯坦福大學的突破導致了鋰離子電池的發展。1991年，索尼將第一塊鋰離子電池商業化。
鋰有什么特別之處?
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，它具有元素中最強的電化學勢。這使得鋰電池能夠在一個小而輕的電池中儲存大量的能量。因此，鋰離子電池已成為筆記本電腦和手機等許多消費電子產品的首選電池。
鋰離子電池發展加快
由于鋰離子電池的固有優勢，自世紀之交以來，其銷量呈指數級增長。這有助于持續降低成本。成本下降也幫助鋰離子電池在新應用領域站穩了腳跟。
據研究機構BloombergNEF稱，鋰離子電池組(包括電池和電池組)的體積加權平均價格較2010-18年下降了85%，達到平均每千瓦時176美元。BloombergNEF進一步預測，到2024年電池價格將降至94美元/千瓦時，到2030年將降至62美元/千瓦時。
這條下降的成本曲線對任何在其服務中使用電池的公司，或那些需要存儲能量的公司(例如，電力生產商)，都具有重要的意義。到目前為止，大部分鋰離子電池的銷售都在消費電子領域，但未來的銷售將越來越多地由電動汽車驅動。
今天在路上行駛的大多數汽車仍然使用鉛酸電池和內燃機。但過去5年，由鋰離子電池驅動的電動汽車銷量增長了逾10倍。此外，越來越多的國家正在制定未來基于內燃機的汽車禁令，希望電動汽車最終能主導個人交通。
當然，這意味著未來對電池的需求要大得多。以至于電動汽車制造商特斯拉正與松下合作，投資數十億美元興建新的鋰離子電池工廠。不過，美國鋰離子電池生產商的市場份額正在落后。
鋰離子電池的相關增長市場是在重工業應用領域，如起重卡車、清掃機和洗滌器、機場地面支持應用和自動導航車輛。歷史上，這些利基應用都是由鉛酸電池和內燃機提供的，但經濟效益已迅速轉向鋰離子電池。
然而，有一個國家抓住了這一勢頭，在這一領域確立了超出競爭對手的絕對市場領先地位。但它不是美國，制造鋰離子電池的許多關鍵研究和開發工作都是在美國進行的。
中國處于控制地位
根據BloombergNEF的一項分析，2019年初全球鋰電池產能為316千兆瓦時。其中73%的產能來自中國，其次是美國，以12%的全球產能遠遠落后于第一名。
到2025年，全球產能預計將強勁增長，BloombergNEF預計屆時全球產能將達到1,211千兆瓦時。美國的產能預計將增長，但增速將低于全球產能。因此，美國在全球鋰電池制造市場的份額預計將萎縮。
特斯拉正試圖通過建立自己的電池工廠來解決這一問題，但對于供應各種類型電池的公司來說，比如總部位于加州的OneCharge，在當地尋找供應商已被證明是一項挑戰。我最近采訪了OneCharge的首席執行官Alex Pisarev，他強調了公司面臨的挑戰：
Pisarev告訴我，“美國制造商將樂于使用美國制造的鋰離子電池，但這在今天是不現實的。所以我們必須繼續從中國進口。”
中國正在走之前在太陽能電池板上走過的道路。雖然太陽能電池是由美國工程師Russell Ohl發明的，但如今中國主導著全球太陽能電池板市場。現在，中國正致力于控制世界鋰離子電池的生產。
擁有最廉價的綠色技術是否更可取，即使這意味著將制造業拱手讓給其他國家?較低的太陽能電池板價格幫助推動了新太陽能光伏的爆炸式增長，這反過來又支撐了美國的許多就業崗位。但這些電池板大部分是在中國制造的。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太陽能行業大多數人的強烈反對。
中國擁有廉價勞動力的主要優勢，這使得它能夠主導許多制造業。但中國的鋰儲量和產量也遠遠超過美國。2018年，中國鋰產量為8,000公噸，在所有國家中排名第三，是美國的近10倍。2018年，中國鋰儲量為100萬公噸，幾乎是美國的30倍。
前進的路
這一趨勢表明，鋰離子電池將越來越多地在運輸和重型設備領域取代鉛酸電池。在一個二氧化碳排放量創紀錄的世界上，這是一個關鍵的進展。
但是，美國在制造成本和原材料供應方面都有這樣的優勢，它能在世界市場上與中國競爭嗎?如果不能，隨著越來越多的鋰離子電池的使用壽命接近尾聲，美國能否為再生鋰開發一個有競爭力的市場?
這些都是需要解決的重要問題。
向鋰電池的轉變帶來了許多新的挑戰和機遇。但美國需要一個有效的戰略，以避免將另一個清潔能源制造機會拱手讓給中國。
Robert Rapier為福布斯撰稿人，表達觀點僅代表個人。 譯 Stephen 校 李永強
