داستان زیر اولین داستان از یک مجموعه دو قسمتی است و به محدودیت‌های نوآوری در باتری‌های لیتیوم یونی می‌پردازد. قسمت دوم این مجموعه، آینده شیمی باتری را در دهه آینده باز خواهد کرد.
باتری‌های لیتیوم یون اصلی، که اکنون بازار به سرعت در حال گسترش خودروهای الکتریکی را هدایت می‌کنند، تنها یک دهه پیش پیشنهادی گران‌قیمت بودند. بسته های باتری لیتیوم یونی در سال 2010 به ازای هر کیلووات ساعت 1183 دلار آمریکا هزینه داشتند. بر اساس داده‌های BloombergNEF، نه سال بعد، قیمت تقریباً ده برابر شد و به 156 دلار آمریکا در هر کیلووات ساعت در سال 2019 رسید.
سرعت کاهش هزینه کارشناسان باتری، از جمله جیمز فریت، تحلیلگر، رئیس ذخیره‌سازی انرژی بلومبرگ‌نف، را غافلگیر کرد. فریت گفت: "آنها هر سال سریعتر از آنچه من پیش بینی می کردم پایین آمده اند." این قطعاً تعجب آور است.»
ربکا سیز، یک محقق فوق دکتری در مرکز اندلینگر برای انرژی و محیط زیست دانشگاه پرینستون که در مورد هزینه های باتری تحقیق می کند، با این موضوع موافق است. سیز گفت: «افت اخیر بسیار چشمگیر است. جای تعجب است که چگونه بازار به این سرعت تغییر کرد.
کارشناسان به شتاب در گسترش تولید به عنوان دلیلی برای کاهش قیمت و همچنین نوآوری فزاینده در شیمی باتری اشاره کردند. تولیدکنندگان از برخی مواد گران‌تر باتری مانند کبالت دور شده‌اند، زیرا آنها طرح‌های باتری‌های نیکل‌دار را افزایش می‌دهند که با گسترش کارخانه‌ها تولید آنها ارزان‌تر شده است.
سیز خاطرنشان کرد که یک دهه پیش، بازار وسایل نقلیه الکتریکی برای ساخت خودروها و کامیون‌ها در مکان‌هایی که انتشار کربن شروع به تنظیم می‌کرد، مانند کالیفرنیا، تحت فشار بود. سیز با استفاده از یک خودروی با سوخت فسیلی به عنوان مثال گفت: «بنابراین شما این خودروهای سازگار را داشتید که سازندگان می‌گفتند، «بسیار خوب، ما باید این [تویوتا] راو4 را برقی بسازیم». و بنابراین آنها فقط یک سری باتری لپ‌تاپ را که به راحتی در دسترس بودند به هم می‌چسبانند.»
از آن زمان، بخش باتری گام‌های بزرگی در کاهش هزینه‌ها برداشته است، و مواد در باتری‌ها را بهینه‌سازی می‌کند تا از فلزات ارزان‌تر و کمتر مشکوک‌تر استفاده کنند و در عین حال صرفه‌جویی در مقیاس را به دست آورند.
100 دلار آمریکا به ازای هر کیلووات ساعت جام مقدس است
به گفته کارشناسان، سازندگان به نقطه‌ای نزدیک می‌شوند که خودروهای برقی با همنوعان خود که با سوخت فسیلی کار می‌کنند به قیمت برابری در حدود 100 دلار آمریکا در هر کیلووات ساعت یا شاید کمی کمتر خواهند رسید. این قیمت به طور گسترده به عنوان یک نقطه اوج در این بخش در نظر گرفته می شود، جایی که مصرف کنندگان دیگر خودروهای الکتریکی را به عنوان گزینه های گران تر در نظر نخواهند گرفت.
فریت گفت: بلومبرگ NEF پیش بینی کرد که هزینه باتری در سال 2024 به کمتر از 100 دلار در هر کیلووات ساعت برسد و تا سال 2030 به حدود 60 دلار در هر کیلووات ساعت برسد. به همین ترتیب، تحلیلگران برنشتاین سال 2024 را به عنوان سالی پیش‌بینی کرده‌اند که وسایل نقلیه برقی جریان اصلی با خودروهای گازسوز و دیزلی برابری قیمت دارند، در حالی که رهبران خودروهای الکتریکی در این بخش ممکن است تا سال 2022 یا 2023 به همین نقطه برسند.
کارشناسان به S&P Global Market Intelligence گفتند، در حالی که این بدون نوآوری های عمده در باتری های لیتیوم یونی محقق خواهد شد، فناوری لیتیوم یون بالغ به سرعت در حال نزدیک شدن به محدودیت های قابل بهبود است. یک شیمیدان باتری، یک دانشمند برجسته باتری لیتیوم یونی که تحقیقاتی را برای یک سازنده بزرگ خودروهای الکتریکی انجام داده است که به فناوری وابسته است، گفت: باتری های لیتیوم یونی شروع به حداکثر رساندن در بخش های خاصی مانند قیمت، چگالی انرژی و سرعت شارژ کرده اند. .
شیمیدان گفت: "هیچ تقویت بزرگی در راه نیست." از دیدگاه او، بهبودهای تدریجی ممکن است برای رضایت مصرف کنندگان کافی باشد، در حالی که هرگونه انقلاب باتری ناشی از فناوری های اثبات نشده سال ها باقی مانده است.
او گفت: «امروز می‌توانید با باتری‌های لیتیوم یونی واقعاً خوب عمل کنید. "و کمک به کاهش هزینه - این امر باعث بهبود نفوذ کل فناوری در بازار خواهد شد."
ونکات ویسواناتان، دانشیار گروه مهندسی مکانیک در دانشگاه کارنگی ملون، موافق است که این فناوری به مرزهای خود نزدیک شده است. او انتظار دارد که قیمت باتری‌های لیتیوم یونی همچنان حدود 20 و 30 درصد کاهش یابد، اما احتمالاً قیمت آنها بسیار ارزان‌تر نخواهد بود.
ویسواناتان گفت: "ما به سرعت به محدودیت های هزینه های مواد خام نزدیک می شویم."
