政府研究人员致力于开发更好—且更便宜—的电池

能源部研究人员正在与电池制造商合作，帮助他们找到制造廉价且能储存大量能量的新型电池的方法

能源部正在扩大与电池制造商的合作，以帮助他们重新设计并降低未来电池的成本。

这些公司包括三星电子有限公司和松下公司，这些努力旨在帮助美国在全球对更好电池的需求不断增长的情况下与其他国家竞争。随着电动汽车和可再生能源的进步，对更具成本效益的电池的需求也在增加，这两者都使用了这项技术。

能源部的大部分研究都集中在材料上——例如寻找制造廉价且能储存大量能量的新型电池的方法。这些举措总结在 NREL 上周发布的报告“为未来提供动力”中，可能通过改变电池设计以限制对钴、石墨和镍的需求，从而帮助减少电池对稀缺进口材料的依赖。

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国家可再生能源实验室（NREL）位于科罗拉多州戈尔登市的电化学储能小组负责人马特·凯泽表示，硅——一种坚硬、易碎的晶体元素，在美国和世界各地储量丰富——的“使用很可能成为下一个重大事件”。

由于硅的储电能力是通常用于电池的石墨的四到五倍，因此这一举措将减小电池组的尺寸和重量。凯泽说，这可能会鼓励在大型飞机中使用电池，“因为您希望能够在尽可能小的质量中储存尽可能多的能量”。

另一个有希望的结果是，电动汽车电池的尺寸将保持不变，但续航里程将增加 30% 到 40%。

“我们尚未实现这一目标，”凯泽说，他指出，与锂一起使用会在硅中产生裂缝，从而缩短其保质期。“再过三到五年，我认为我们将解决这个问题。”

NREL 报告称，部分信心来自于强大的新型扫描仪和计算机，它们帮助工程师发现和跟踪实验性电池中的微观变化。

另一部分信心来自于正在进行的设计变更，这将允许电池制造商更换现有电池中的特定材料并回收它们——而不是在旧电池的储能容量减弱时将其粉碎。

电池需要材料之间复杂的合作才能产生和储存电力。它们必须有一个负极（称为阳极），悬浮在电解质中，电解质通常是液体，它将电流输送到正极（称为阴极）。

NREL 的电池团队专注于在阳极和阴极中使用不同比例的锂与其他材料的混合物。据凯泽称，在此过程中，他们正在寻找减少钴和石墨使用量的方法，这两种材料都很昂贵。

电池团队的另一位 NREL 材料专家托尼·伯勒尔表示，进展取决于确保电池内部的不同组件协同工作。他在团队的报告中指出，通过保护性涂层，正在减少某些新引入材料（如硅）的不良行为。