3月，美国总统拜登鼓励企业将更多的电池供应链转移到美国国内。俄乌战争凸显了这种努力的战略重要性。

因这场战争提高的不仅仅是石油天然气等价格，汽车中所用金属的价格也在提高，从车身用的铝到催化转换器中的钯，再到电动汽车电池中的高品味镍，所有的成本都在提高。

虽然金属尚未成为西方制裁的目标，但一些托运人和汽车零部件供应商已经在避开俄罗斯商品，这给已经因芯片短缺和能源价格上涨而陷入困境的汽车制造商带来更多压力。

美国汽车制造商及其供应商在制造电动汽车电池方面已经远远落后于亚洲制造商，现在他们正在竞相开发成本更低、能量密度更高、充电更快的新一代电池。

这是一场全球竞赛，对汽车制造商、小型电池初创企业和购车者具有巨大的经济影响，随着内燃机时代的退去，一系列电动汽车将使用不同种类的电池，而购车者将从中进行选择。

电池的化学构成原本是一个属于工程师的技术课题，而现在它已经成为通用、丰田、福特和大众等公司的董事会以及白宫中最热门的讨论话题之一。

在政府的财政和技术支持下，这些巨头公司正在拥抱那些致力于重塑电池的初创公司，这样他们就不会被电动汽车带来的产业革命所抛弃。

汽车制造商掌握电池技术的能力可能有助于决定哪些公司会蓬勃发展，哪些公司会被特斯拉等其他电动汽车企业所超越。

电池也会影响新车的价格，并可能成为汽车的决定性特征。就像消费者曾经迷恋的相机高分辨率或计算机芯片处理速度一样，电池功能也将成为评判和购买汽车的标准。

福特公司首席产品平台和运营官唐浩泰（Hau Thai-Tang）说：“电动汽车电池将会推动未来新的品牌差异化。所以我们正在做出巨大的努力。”

当然，电池也将在应对气候变化方面发挥核心作用，让汽车、卡车和电力部门远离石油、煤炭和天然气。

汽车制造商正在快速学习电池化学知识，因为市场对电动汽车的需求正在起飞。这些公司必须弄清楚如何使电池更便宜、更好。今天，电池可以占到电动汽车成本的四分之一到三分之一，而这些电池大部分是由几家亚洲公司生产的。

即使是电动汽车的主要生产商特斯拉，也依赖亚洲供应商，并正在寻求将更多的生产引入内部。

像Stellantis这样拥有Ram和Jeep的汽车巨头，正在向Factorial Energy这样的初创企业挥洒现金。Factorial公司位于波士顿附近沃本的一个办公园区，只有不到100名员工。

Factorial公司正在开发一种电池，与目前的电池相比，它能更快地充电，储存更多的能量，更不容易过热。

Factorial公司的联合创始人黄思雨（Siyu Huang，音译）说，她在康奈尔大学读研究生的时候就开始尝试电池技术。“我们希望提供最安全的电池，改变人们的生活方式。”

拜登政府的高层官员表示，他们希望能够提供帮助，并承认美国在利用本国电池技术方面做得很差。这些发明中有许多已经在中国形成了一个巨大的产业。

美国能源部正在考虑提供资金，以帮助那些制造电池或为制造电池提供所需零部件或关键矿物的公司。根据该机构的统计，目前已经有至少10项未决申请，要求提供总额超过1500万美元的资金，来支持这些与电池有关的项目。

美国交通部长皮特·布蒂吉格（Pete Buttigieg）2月份曾说，创新的失败已经伤害了他的家乡印第安纳州南本德市，这里曾经是斯图贝克公司的所在地，该公司在1960年代就已经倒闭了。

他说：“创新是我们汽车行业过去、现在和未来的核心，我们现在看到的是美国引领电动汽车革命的机会。”

1、更便宜更耐用的电池

最直接的变化在于电池的构成部分。

电动汽车中使用的大多数锂离子电池依赖于镍、锰和钴。但包括特斯拉和福特在内的一些汽车制造商，正着手在一部分车辆中使用磷酸铁锂电池，这在中国很受欢迎。

这些电池也被称为LFP电池，能量密度相对较低，但它们的价格也要低得多，而且使用寿命更长。

特斯拉计划在更短续航、更低价格的电动汽车中提供LFP电池。福特公司正计划在其为车队业主销售的Ion Boost Pro品牌下的一些卡车中使用它们。

福特公司高管唐浩泰说：“这可能用于送货，也可能是一些水管工、电工、园艺师在一个固定区域工作时驾驶它们。”

唐浩泰表示，福特公司正与韩国SK创新公司合作生产电池，但它希望将大部分制造工作带到美国。“这将减少一些地缘政治以及物流成本方面的挑战。”

但LFP电池并不是一个完整的解决方案。使用这些电池的特斯拉在充电后只能行驶约270英里，而使用镍和钴电池的类似车型则能行驶约358英里。此外，当温度降至0度以下时，LFP电池可能会失去一些能量，需要更长的时间来充电。

2、新的电池设计和化学成分

福特的新的F-150电动皮卡尚未上市销售，但已经有了20万辆的预订，它使用的电池将含有更高比例的能量密集型镍，也是由SK创新公司制造的。

特斯拉在2月份表示，它已经为其下一代 “4680”电池制造了100万个电芯，它已经开始在其Model Y跨界车中使用。

该汽车制造商的首席执行官埃隆·马斯克（Elon Musk）表示，由于其独特的蜂窝状设计，这种电池的续航能力将提高16%。他在2020年说：“这在之前是个难题，后来发现了这种设计，就变得简单了。”

通用声称，其Ultium电芯需要的钴，比雪佛兰Bolt电动掀背车所使用电芯的钴少70%。该公司已经在其电池中加入了铝。通用最近开始销售的GMC悍马皮卡，是第一款采用这种电池的汽车。

通用与韩国的LG化学公司合作，正在俄亥俄州洛兹敦建造一个价值23亿美元的电池工厂。这是美国正在建设的13家大型电池工厂之一。

电池已经对汽车品牌建设变得很重要。通用公司正在为Ultium电池做广告。他们的当务之急是确保这些电池是可靠和安全的。此前，通用已经不得不召回Bolt，以修复可能导致火灾的电池缺陷。

许多汽车制造商渴望减少对钴的依赖，部分原因是钴大多来自刚果民主共和国，在那里有时会雇用儿童进行开采。

梅赛德斯-奔驰公司负责研发的高级管理人员马库斯·谢弗（Markus Schäfer）说：“这是对人权的潜在侵犯，童工或在非常困难的条件下挖掘的手工采矿者，这是我们的主要担忧。”

汽车行业也关注镍，因为俄罗斯是这种金属的一个重要供应商。

专业咨询公司基准矿物情报公司首席数据官卡斯帕·罗尔斯（Caspar Rawles）表示，虽然俄罗斯占全球镍产量的 5%，但它供应全球约20%的高品位镍。

在美国田纳西州橡树岭国家实验室，一个由大约25名政府科学家组成的团队希望进一步推动这些创新。

传统的电动汽车电池已经在与一种实验性的无钴替代品进行比较。科学家们花了几周时间对它们进行充电和放电，以测量它们的性能。

橡树岭电池制造中心的负责人伊利亚斯·博尔哈洛克（Ilias Belharouak）说，他们的目标是将电池成本降低一半，将其续航能力提高到300英里以上，并将充电时间降低到15分钟或更短。根据汽车和插座的不同，目前的电池通常需要30分钟到12小时的充电时间。

美国能源部2021年底拨给七个国家实验室2亿美元，这项工作部分将由这些款项资助。能源部3月将举办一个“虚拟推介会”，让电池设计者向科学家、政府官员和行业主管介绍想法。

3、对固态电池的追求

Factorial Energy和其他美国初创公司，如Solid Power和QuantumScape，旨在彻底改变电池的构造方式，而不仅仅是改变其化学成分。今天的电池依靠一种液体溶液作为电解质，使电力在不同的组件之间流动。

固态电池没有液体电解质，因此会更轻，储存更多的能量，充电更快。它们也更不易燃，因此，需要的冷却设备也更少。

大多数主要的汽车制造商已经在固态技术上下了大赌注。

大众汽车公司已将其资金投入到位于加州圣何塞的QuantumScape公司。宝马和福特在科罗拉多州路易斯维尔的Solid Power公司下注。通用已经投资了SES AI Corporation，该公司诞生于麻省理工学院，总部设在沃本。

但目前还不清楚固态电池将在多久之后到来。Stellantis公司表示，它希望在2026年之前推出装有这些电池的主流市场车辆，但其他公司的高管说，这项技术可能要到2030年左右才能广泛使用。

Factorial公司的黄女士说，她和她的商业伙伴Alex Yu常常通宵达旦地工作，因为他们希望尽快达到技术基准。

她说，她的动力来自于对从小呼吸污染空气的回忆。黄女士说：“我们公司的创始使命是努力实现一个无化石燃料的未来。这就是我人生的奋斗目标。”

最终，奔驰和现代也投资了Factorial公司，它希望在世界各地建立工厂，这是一个雄心勃勃的目标，因为该公司才刚刚进入第二阶段。

在一系列的实验室里，穿着白大褂、表情紧张的员工在测试原型电池。

基准矿物情报公司的首席运营官安德鲁·米勒（Andrew Miller）说，尽管有这种狂热的活动，但汽车行业可能难以满足对新电池的需求，因为世界无法开采和加工所有需要的原材料，特别是锂的原材料。

米勒说：“所有刚刚宣布的车型，这些公司在未来三年内想要做的一切，我不知道原材料从哪里来。”