鋰離子電池,，是今天的手持式電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車能夠成為最舉足輕重角色背后的奇跡,。能達(dá)成這個(gè)成就,，主要得益于其成本的驟降,。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其過(guò)去的價(jià)格下降幅度高達(dá)97%,。但是是什么導(dǎo)致了如此驚人的成本下降,？
早期研究背后的一些研究人員現(xiàn)在分析了導(dǎo)致超額節(jié)省的原因,。他們發(fā)現(xiàn)，迄今為止最大的因素是研發(fā)工作,，尤其是化學(xué)和材料科學(xué),。這超過(guò)了通過(guò)規(guī)模經(jīng)濟(jì)取得的收益，盡管結(jié)果證明這是第二大削減類別,。
新發(fā)現(xiàn)于 2021 年 11 月 22 日發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》雜志上,，由麻省理工學(xué)院博士后 Micah Ziegler、研究生 Juhyun Song 和系統(tǒng)研究所教授 Jessika Trancik 共同撰文發(fā)表,。
Trancik 表示,，這些發(fā)現(xiàn)可能有助于政策制定者和規(guī)劃者幫助指導(dǎo)在研發(fā)中的支出優(yōu)先事項(xiàng)，以便繼續(xù)朝著降低這種和其他關(guān)鍵儲(chǔ)能技術(shù)的成本的道路前進(jìn),。她說(shuō),，他們的工作表明，電化學(xué)電池技術(shù)仍有相當(dāng)大的改進(jìn)空間,。
分析需要挖掘各種來(lái)源,，因?yàn)樵S多相關(guān)信息由密切持有的專有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)組成?！皵?shù)據(jù)收集工作非常廣泛,，”Ziegler說(shuō)?！拔覀儾榭戳藢W(xué)術(shù)文章,、行業(yè)和政府報(bào)告、新聞稿和規(guī)格表,。我們甚至查看了一些出來(lái)的法律文件。我們必須將來(lái)自許多不同來(lái)源的數(shù)據(jù)拼湊在一起,，以了解正在發(fā)生的事情,。” 他說(shuō),，他們收集了“大約 15,000 個(gè)定性和定量數(shù)據(jù)點(diǎn),，來(lái)自大約 280 個(gè)參考文獻(xiàn)的 1,000 條個(gè)人記錄?！?/p>
Trancik 說(shuō),，最早時(shí)期的數(shù)據(jù)最難獲取，不確定性最大,，但通過(guò)比較同一時(shí)期的不同數(shù)據(jù)源,，他們?cè)噲D解釋這些不確定性。
她說(shuō),，總體而言,，“我們估計(jì)成本下降的大部分（超過(guò) 50%）來(lái)自與研發(fā)相關(guān)的活動(dòng),。” 這包括私營(yíng)部門(mén)和政府資助的研發(fā),，而該研發(fā)類別中成本下降的“絕大多數(shù)”來(lái)自化學(xué)和材料研究,。
她說(shuō)，這是一個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn),，因?yàn)椤叭藗兺ㄟ^(guò)非常不同的努力來(lái)研究很多變量”,，包括電池本身的設(shè)計(jì)、制造系統(tǒng),、供應(yīng)鏈等,。“成本的改善來(lái)自于多種努力和許多人的努力,，而不是僅僅來(lái)自少數(shù)人的工作,。”
Ziegler 說(shuō),，關(guān)于研發(fā)投資重要性的發(fā)現(xiàn)尤其重要,，因?yàn)榇蟛糠滞顿Y發(fā)生在鋰離子電池技術(shù)商業(yè)化之后，一些分析師認(rèn)為在這個(gè)階段,，研究貢獻(xiàn)將變得不那么重要,。他說(shuō)，從 1990 年代初電池推出五年后開(kāi)始的大約 20 年時(shí)間里,，“大部分成本降低仍然來(lái)自研發(fā),。當(dāng)商業(yè)化開(kāi)始時(shí)，研發(fā)貢獻(xiàn)并沒(méi)有結(jié)束,。事實(shí)上,，它仍然是降低成本的最大貢獻(xiàn)者?！?/p>
該研究利用了 Trancik 和她的團(tuán)隊(duì)最初開(kāi)發(fā)的一種分析方法,，用于分析過(guò)去幾十年中硅太陽(yáng)能電池板成本的類似急劇下降。他們還應(yīng)用這種方法來(lái)了解核能成本的上升,?！斑@確實(shí)了解了技術(shù)變革的基本機(jī)制，”她說(shuō),?！岸椅覀冞€可以及時(shí)開(kāi)發(fā)這些模型，這使我們能夠發(fā)現(xiàn)人們可以用來(lái)改進(jìn)未來(lái)技術(shù)的杠桿,?！?/p>
她說(shuō)， Trancik 和她的同事開(kāi)發(fā)的方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)許多變量同時(shí)發(fā)生變化時(shí),，它有助于理清不同因素的相對(duì)重要性,，這通常是隨著技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)生的?！斑@不是簡(jiǎn)單地將這些變量的成本影響相加,，”她說(shuō)，“因?yàn)槠渲性S多變量會(huì)影響許多不同的成本組成部分,。有這種復(fù)雜的依賴關(guān)系網(wǎng),。” 但該團(tuán)隊(duì)的方法使“通過(guò)從根本上繪制出依賴關(guān)系網(wǎng)絡(luò),，查看總體成本變化如何歸因于這些變量成為可能,，”她說(shuō)。
這個(gè)研究結(jié)果有助于政策制定者為公共支出,、私人投資和其他激勵(lì)措施提供指導(dǎo),。“不同的決策者可以做哪些事情,？” 她問(wèn),。“他們有什么決定權(quán),，以便他們可以改進(jìn)技術(shù),，這對(duì)于低碳技術(shù)很重要，我們正在尋找氣候變化的解決方案,，而我們的時(shí)間和資源有限,？新方法使我們有可能更專注于我們?cè)谀睦镞M(jìn)行時(shí)間和金錢(qián)投資?！?/p>
“這篇論文以系統(tǒng)的方式收集了可用數(shù)據(jù),，以確定 1990-1995 年和 2010-2015 年之間鋰離子電池成本構(gòu)成的變化，”劍橋大學(xué)氣候變化政策教授勞拉·迪亞茲·阿納東 （Laura Diaz Anadon） 說(shuō),，他沒(méi)有與這項(xiàng)研究有關(guān),。“這一時(shí)期是該技術(shù)歷史上的重要時(shí)期,，了解成本組件的演變?yōu)槲磥?lái)的機(jī)制工作奠定了基礎(chǔ)，并有助于為其他類型電池的研究工作提供信息,?！?/p>
