政府研究人員致力於開發更好—且更便宜—的電池

能源部研究人員正在與電池製造商合作，幫助他們找到製造廉價且能儲存大量能量的新型電池的方法

能源部正在擴大與電池製造商的合作，以幫助他們重新設計並降低未來電池的成本。

這些公司包括三星電子有限公司和松下公司，這些努力旨在幫助美國在全球對更好電池的需求不斷增長的情況下與其他國家競爭。隨著電動汽車和可再生能源的進步，對更具成本效益的電池的需求也在增加，這兩者都使用了這項技術。

能源部的大部分研究都集中在材料上——例如尋找製造廉價且能儲存大量能量的新型電池的方法。這些舉措總結在 NREL 上週釋出的報告“為未來提供動力”中，可能透過改變電池設計以限制對鈷、石墨和鎳的需求，從而幫助減少電池對稀缺進口材料的依賴。

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國家可再生能源實驗室（NREL）位於科羅拉多州戈爾登市的電化學儲能小組負責人馬特·凱澤表示，矽——一種堅硬、易碎的晶體元素，在美國和世界各地儲量豐富——的“使用很可能成為下一個重大事件”。

由於矽的儲電能力是通常用於電池的石墨的四到五倍，因此這一舉措將減小電池組的尺寸和重量。凱澤說，這可能會鼓勵在大型飛機中使用電池，“因為您希望能夠在儘可能小的質量中儲存儘可能多的能量”。

另一個有希望的結果是，電動汽車電池的尺寸將保持不變，但續航里程將增加 30% 到 40%。

“我們尚未實現這一目標，”凱澤說，他指出，與鋰一起使用會在矽中產生裂縫，從而縮短其保質期。“再過三到五年，我認為我們將解決這個問題。”

NREL 報告稱，部分信心來自於強大的新型掃描器和計算機，它們幫助工程師發現和跟蹤實驗性電池中的微觀變化。

另一部分信心來自於正在進行的設計變更，這將允許電池製造商更換現有電池中的特定材料並回收它們——而不是在舊電池的儲能容量減弱時將其粉碎。

電池需要材料之間複雜的合作才能產生和儲存電力。它們必須有一個負極（稱為陽極），懸浮在電解質中，電解質通常是液體，它將電流輸送到正極（稱為陰極）。

NREL 的電池團隊專注於在陽極和陰極中使用不同比例的鋰與其他材料的混合物。據凱澤稱，在此過程中，他們正在尋找減少鈷和石墨使用量的方法，這兩種材料都很昂貴。

電池團隊的另一位 NREL 材料專家託尼·伯勒爾表示，進展取決於確保電池內部的不同元件協同工作。他在團隊的報告中指出，透過保護性塗層，正在減少某些新引入材料（如矽）的不良行為。