隨著世界各國政府致力於減少溫室氣體排放，電池已經上升到政策討論的層面。預計到2030年，全球電動汽車電池市場將達到近1萬億美元，美國、中國和歐洲正在爭奪地位，以大規模生產更便宜、更高效、更安全的電池。
在中國主導鋰離子電池生產並以極快的速度建廠的同時，歐洲緊隨其後，旨在到2025年成為第二大電池單元生產地區。儘管美國擁有更多的技術創新，但它需要取得長足的進步來追趕。
鋰離子電池的製造取決於關鍵材料，如石墨、鋰和鈷。這些材料被用於今天的活性正極材料和高效能電池中的化學成分：鋰離子、固態和矽。
中國的化工企業在2019年佔世界電池原材料總產量的80%。在2029年之前的136個鋰離子電池工廠中，有101個是在中國。剛果的礦山（絕大部分金屬都在那裡）生產的鈷被中國壟斷了。此外，中國一直在購買澳大利亞和南美的採礦業務的股份，那裡有世界上大部分的鋰儲備。事實上，中國公司天齊鋰業現在在澳大利亞格林布什鋰礦擁有51%的鋰儲量。格林布什鋰礦是世界上最大的鋰儲量礦藏。
到2023年，歐洲的鋰離子電池製造能力預計將超過美國，美國對電動車電池的需求預計將超過每年200千兆瓦時，到2028年達到約400千兆瓦時。此外，美國的鋰離子電池容量份額將在2025年增加到25%（從2020年的6%躍升），有可能將中國的預計份額從77%降低到65%。
儘管美國率先推出了今天主導市場的大部分鋰離子電池技術，但由於缺乏國家戰略，該國的電池生產一直受到阻礙。為了彌補這一缺陷，美國能源部在6月釋出了《國家鋰電池藍圖》，以指導投資發展國內價值鏈。該計劃包括對材料回收的授權，加快國內採礦工作以解決日益嚴重的材料短缺問題，並找到不使用鈷和鎳的鋰離子電池的方法。此外，該部門正計劃為電動車製造設施發放170億美元的貸款，而拜登政府已承諾提供1億美元的贈款，以發展新供應鏈的勞動力。
隨著世界領先的汽車製造商對電氣化承諾的加倍努力，預計電池需求將如此強大，以至於到本世紀末產量將幾乎跟不上。對於美國和歐洲來說，在製造規模和材料供應方面與中國競爭的努力可能會更有效地轉向電池創新。
毫無疑問，實現大規模電氣化需要比目前市場上的電池更持久、充電更快。在過去的幾十年裡，大多數改善電池效能的努力都集中在化學方面。這導致了漸進式的改進，而對占主導地位的鋰離子電池的調整使我們看到了固態電池，許多人將其譽為電池效能的下一步變化。然而，固態電池的大規模商業化還有十年時間，成本仍然是一個問題。
還有一種方法直到最近才得到重視——它可以透過重新思考物理電池的結構來幫助提高電池化學的效能，無論是已有的電池還是新興的電池。例如，從傳統的二維電極結構過渡到三維結構，可以在陽極和陰極產生更高的能量和更高的功率效能，這可以解決仍然困擾電池行業的兩大挑戰：功率-能量權衡和陰極-陽極不匹配的問題。
當然，克服製造和材料供應的挑戰仍然是關鍵因素。
我們看到更多電池行業對人工智慧和製造自動化的應用，這一領域顯示出巨大的市場前景。底線是，電池創新需要一個整體的方法，那些開發和採用對效能影響最大、成本降低、與現有製造基礎設施相容的技術的國家將是在電池競賽中領先的國家。
