二十年來(lái)，可充電鋰離子電池的性能穩(wěn)步提高。電池包所儲(chǔ)存的能量是原來(lái)的三倍多，從每升200瓦時(shí)（Wh－1）新增到700瓦時(shí)（Wh－1）；成本也下降了30倍，降至每千瓦時(shí)150美元左右。但是，這仍高于美國(guó)能源部設(shè)定的每千瓦時(shí)100美元的負(fù)擔(dān)能力目標(biāo)。一輛電動(dòng)汽車(chē)（50－100千瓦時(shí)）仍要負(fù)載重達(dá)600公斤左右的電池，占用500升空間。

另一方面，隨著傳統(tǒng)技術(shù)接近基本極限，技術(shù)進(jìn)步的步伐正在放緩，因?yàn)樵陔姌O材料晶體結(jié)構(gòu)的間隙中可以?xún)?chǔ)存的電荷量已接近理論最大值。研究人員預(yù)計(jì)，接下來(lái)市場(chǎng)的上升，并不會(huì)大幅降低價(jià)格因?yàn)槭袌?chǎng)已經(jīng)很大了。

研究人員警告說(shuō)，非得盡快找到鈷、鎳和其他稀有金屬的替代品，以滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)電池日益上升的需求，因?yàn)樗鼈兊南∪闭谕聘邇r(jià)格：在過(guò)去兩年中，鈷、鎳和其他稀有金屬的價(jià)格翻了兩番，從每公斤22美元漲到了每公斤81美元。

汽車(chē)制造商和政府預(yù)計(jì)，到2025年，每年將加工1000萬(wàn)到2000萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)。倘若每個(gè)汽車(chē)電池要10公斤的鈷，到2025年，電動(dòng)汽車(chē)每年要10－20萬(wàn)噸的鈷這是世界目前產(chǎn)量的大部分。同樣地，每年要40－80萬(wàn)噸鎳，占今天所用金屬的20－40％。當(dāng)卡車(chē)、公共汽車(chē)、飛機(jī)和船只改用電池供電時(shí)，還要更多的電力。

倘若沒(méi)有任何變化，20年內(nèi)需求將超過(guò)產(chǎn)量。我們預(yù)計(jì)鈷的價(jià)格將在2030年前上漲，鎳的價(jià)格將在2037年或更早的時(shí)候上漲。

到2050年，每年加工5000萬(wàn)到8000萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)將要50萬(wàn)到80萬(wàn)噸鈷。而從2030年開(kāi)始，這將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前的采礦能力。同樣，到2050年，鎳的需求量將新增2－3倍。到本世紀(jì)30年代中期，鎳的短缺將很分明。

而一旦供應(yīng)達(dá)到峰值，電動(dòng)汽車(chē)電池的價(jià)格可能會(huì)上漲超過(guò)1000美元。

鋰離子電池通過(guò)在兩個(gè)電極之間移動(dòng)鋰離子來(lái)工作，從陽(yáng)極流向陰極的離子會(huì)出現(xiàn)放電電流，為汽車(chē)供應(yīng)動(dòng)力。而當(dāng)電池充電時(shí)，鋰離子會(huì)回流。

在如今用于電動(dòng)汽車(chē)的商用電池中，鋰離子被保存在構(gòu)成電極的晶體中的微小空隙中（這些晶體被稱(chēng)為插層電極）。陽(yáng)極通常由石墨制成，陰極由金屬氧化物制成。用于電極的材料，特別是稀有金屬，如鈷和鎳，既稀有又昂貴。