電動汽車生產大幅增長，再加上使用並網電池系統用於儲存可再生能源電力的預期增長，帶來了一個關鍵問題：有足夠的原材料可以大幅度提高鋰離子電池的生產，這是市場上主要的可充電電池類型？
麻省理工學院和其他地方的研究人員進行的一項新分析表明，在不久的將來，由於其所需的關鍵金屬的短缺，電池製造將沒有絕對的局限性。但是，如果沒有適當的規劃，一些可能導致生產暫時放緩的金屬，特別是鋰和鈷的供應可能會出現短期瓶頸。
由麻省理工學院材料科學與工程系的Elsa Olivetti教授和博士生新開福的分析，加州大學伯克利分校的Gerbrand Ceder和羅切斯特理工學院的Gabrielle Gaustad分析，今天出現在焦耳雜誌上。
大西洋里奇菲爾德能源研究助理教授奧利維蒂（Olivetti）表示，新的雜誌的編輯們要求她在全球電池生產升級的同時，考慮資源的可能性的限制。為了做到這一點，Olivetti和她的合著者集中了五種生產當今鋰離子電池所需的最重要的成分：鋰，鈷，錳，鎳和石墨形式的碳。其他關鍵成分，如銅，鋁和一些用作膜的聚合物被認為是足夠豐富的，因為它們不太可能是限制因素。
在這五種材料中，很快就清楚，其他行業的鎳和錳的使用情況更為廣泛; Olivetti表示，即使顯著增加電池生產，“不是重要的一部分”，所以鎳和錳的供應也不會受到影響。最終，供應鏈可能受限制的最重要的材料是鋰和鈷，她說。
對於這兩個要素，團隊在地域分佈，生產設施和其他變量方面考察了供應選擇的多樣性。對於鋰，生產有兩個主要途徑：採礦和加工鹽水。 Olivetti表示，與將地下礦井投入生產相比，鹽水生產可以在不到六八個月的時間內快速上升，以滿足需求。儘管鋰電的供應可能仍然存在中斷，但這並不會嚴重影響電池的生產。
鈷有點複雜。其主要來源是剛果民主共和國，有暴力衝突和腐敗的歷史。 “這是一個挑戰，”Olivetti說。鈷通常作為其他採礦活動的副產品生產。她說：“我的礦業通常是鎳的收入來源，鈷是二次產品。”
但是，獲得新的礦物資源的主要潛在原因來自於其固有的地理分佈，而是實際的提取基礎設施。她說：“延遲是開闢新礦的能力。” “有了這些東西，材料就在那裡，但問題在於什麼價錢。”她說，為了防止鈷供應中斷，中國的研究人員正試圖將其轉移到不依賴鈷的陰極材料[鋰離子電池]。“
該研究在未來15年內展望未來，在此期間，Olivetti表示，供應鏈中存在一些瓶頸，但是在滿足不斷增長的需求方面卻沒有嚴重的障礙。不過，她表示：“利益相關方重要的是要了解瓶頸，因為意外的供應中斷可能會使一些公司失去業務。公司需要考慮替代來源，“知道何時何地恐慌”。
Olivetti說，理解哪些材料最容易受到破壞，可能有助於指導研究方向，決定“我們在哪裡進行開發工作，考慮使用較少鈷的陰極是有意義的。”
總的來說，她說：“在大多數情況下，關鍵材料都有合理的供應”，但是應該用廣泛的開放來應對潛在的挑戰，我們試圖提出的是一個框架，通過它來考慮這些挑戰比你平常看到的更定量化。“
這項工作得到了國家科學基金會的支持。
