自1991年以来，锂离子电池技术的价格已经下降了97%。信用:麻省理工学院新闻在过去的三十年里，用于手机、笔记本电脑和汽车的可充电锂离子电池的成本大幅下降，并成为这些技术快速增长的主要驱动力。但试图量化这种成本下降已经产生了模糊和矛盾的结果，阻碍了预测技术未来或设计有用的政策和研究重点的尝试。现在，麻省理工学院的研究人员对这些电池价格下降的研究进行了详尽的分析，这些电池是当今世界占主导地位的充电技术。这项新的研究回顾了过去三十年，包括尽可能分析原始的底层数据集和文档，以清晰地了解技术的发展轨迹。
研究人员发现，自1991年首次商业化以来，这些电池的成本已经下降了97%。这一改善速度比许多分析师声称的要快得多，与太阳能光伏板相当，有些人认为这是一个特例。这项新发现今天发表在《能源与环境科学》杂志上，由麻省理工学院博士后弥迦·齐格勒和副教授杰西卡·特兰西克撰写的论文中。
虽然太阳能和风能等一些清洁能源技术的成本明显下降，但Trancik表示，当他们开始研究锂离子电池价格下降时，“我们发现，对于这些技术的成本下降速度有很大分歧。”类似的分歧也出现在t racing电池开发的其他重要方面，例如不断提高的能量密度(存储在给定体积内的能量)和比能量(存储在给定质量内的能量)。
麻省理工学院数据、系统和社会研究所副教授特兰西克说:“这些趋势对我们现在所处的位置，以及对未来可能发生的事情的思考都有重大影响。例如，众所周知，电池成本的下降是电动汽车销量最近增长的一个推动因素，但目前尚不清楚这一下降幅度有多大。她说，通过这种详细的分析，“我们能够证实，是的，锂离子电池技术在成本方面有所提高，其速度与太阳能技术相当，特别是光伏模块，它通常被认为是清洁能源创新的黄金标准。”
关于锂离子电池成本下降了多少，以及是什么因素导致了这一下降，存在如此大的不确定性和分歧，这看起来可能很奇怪，但事实上，许多信息都是以研究人员难以获得的紧密持有的公司数据的形式存在的。大多数锂离子电池不是直接卖给消费者的——你不能跑到你典型的街角药店去为你的iPhone、PC或电动汽车买替换电池。相反，制造商购买锂离子电池，并将其制造成电子产品和汽车。像苹果或特斯拉这样的大公司以数百万的价格购买电池，或者自己制造电池，价格是经过谈判或内部核算的，但从未公开披露。
除了有助于推动正在进行的交通电气化之外，锂离子电池成本的进一步下降还可能增加电池在固定应用中的使用，以此来补偿太阳能和风能等清洁能源的间歇性供应。这两种应用都可以在帮助抑制改变气候的温室气体排放方面发挥重要作用。“清洁能源创新的这些趋势对于让我们走到现在的位置的重要性怎么强调都不为过，在那里，我们开始看到汽车的快速电气化，我们看到可再生能源技术的快速增长，”Trancik说。“当然，要解决气候变化问题还有很多工作要做，但这确实改变了游戏规则。”
齐格勒指出，新发现不仅仅是追溯电池发展历史的问题，还有助于指导未来。他梳理了所有关于降低锂离子电池成本的已发表文献，发现“历史进步的非常不同的衡量标准。在各种不同的论文中，研究人员利用这些趋势就如何进一步降低锂离子技术的成本或何时可能达到成本目标提出了建议。”但是因为基础数据差异很大，“研究人员提出的建议可能会有很大不同。”一些研究表明，对于某些应用，锂离子电池的成本下降得不够快，而另一些研究则乐观得多。数据的这种差异最终会对研究重点和政府激励措施的设定产生真正的影响。
研究人员挖掘了已发表数据的原始来源，在某些情况下，发现某些原始数据曾被用于多项研究，这些研究后来被引用为单独的来源，或者原始数据来源在此过程中丢失了。齐格勒说，虽然大多数研究只关注成本，但很明显，这种一维分析可能低估了锂离子技术的进步速度；除了成本，重量和体积也是车辆和便携式电子产品的关键因素。因此，研究小组在研究中增加了第二条轨道，分析了这些参数的改进。
“锂离子电池没有被采用，因为它们是当时最便宜的技术，”齐格勒说。“当时有更便宜的电池技术。采用锂离子技术是因为它允许你将便携式电子产品放入手中，因为它允许你制造使用时间更长、功率更大的电动工具，并且它允许我们制造“能够提供足够行驶里程的汽车”。“这感觉就像只看每千瓦时的美元只是故事的一部分，”他说。
他补充说，这种更广泛的分析有助于定义未来可能发生的事情:“我们说，锂离子技术在某些应用中的改进速度可能比仅看性能指标预测的要快。通过观察多项指标，你基本上可以更清楚地了解改善率，这表明，对于质量和体积限制放松的应用，它们可能会更快地改善。”
Trancik补充说，这项新研究可以在能源相关的政策制定中发挥重要作用。“随着时间的推移，为数不多的几项清洁技术(风能、太阳能，以及现在的锂离子电池)的成本大幅下降，已公布的数据趋势往往会被反复引用，不仅在学术论文中，而且在政策文件和行业报告中，”她说。“许多重要的气候政策结论都是基于这几个趋势。因此，把它们做对是很重要的。我们确实需要谨慎对待数据，并在处理技术数据和跟踪这些趋势方面提高我们的整体水平。”
“电池成本决定了电动汽车与内燃机汽车的价格平价，”卡内基梅隆大学机械工程副教授文卡特·维斯瓦纳坦(Venkat Viswanathan)说，他并没有参与这项工作。“因此，预测电池成本下降可能是确保准确理解电动汽车采用情况的最关键挑战之一。”
维斯瓦纳坦补充说，“成本下降可能比以前想象的更快的发现将使更广泛的采用成为可能，增加数量，并导致成本进一步下降。...本文收集、分析和发布的数据集将对社区产生持久的影响。”
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