随着移动计算和全电动汽车需求的增加，当前电池技术的局限性成为一个障碍。17世纪90年代由意大利物理学家亚历山德罗·沃尔塔发明的电池一直是众多小玩意、设备和机器的主力。

随着消费类设备变得越来越小，充电前的不间断使用变得越来越重要，电池的小型化和能效也变得越来越重要。然而，事实证明，这是一个技术障碍，如果被超越，将成为未来高科技经济的一个重要且有利可图的发展。

电池技术

所有的电池都依赖于两种不同材料之间发生的还原和氧化（redox）的基本化学反应。这些反应被置于一个密封的容器中。阴极或正极被阳极或负极还原，在阳极或负极发生氧化。阴极和阳极在物理上被电解液分开，电解液允许电子很容易地从一个端子流到另一个端子。这种电子流产生电势，当电路完成时，电势允许电流。

一次性消费电池（称为原电池），例如由Energizer（ENR）等公司生产的AA和AAA大小的电池，所依赖的技术不利于现代应用。首先，它们是不可充电的。这些所谓的碱性电池利用二氧化锰阴极和锌阳极，由稀释的二氧化钾电解液分开。电解液氧化阳极中的锌，而阴极中的二氧化锰与氧化的锌离子反应产生电能。逐渐地，反应副产物在电解液中积聚，剩下的待氧化锌量减少。最终，电池耗尽。这些电池通常提供1.5伏特的电能，可以串联布置以增加电量。例如，两个AA电池串联提供3伏电。

可充电电池（称为二次电池）的工作原理基本相同，利用两种材料之间的还原-氧化反应，但它们也允许反应反向流动。目前市场上最常用的可充电电池是锂离子电池（LiOn），尽管在寻找可行的可充电电池时也尝试了各种其他技术，包括镍氢（NiMH）和镍镉（NiCd）。

镍镉是第一种商用充电电池，但由于充电次数有限而受到影响。镍氢电池取代镍镉电池，能够更频繁地充电。不幸的是，他们有一个非常短的保质期，所以如果他们不使用后不久生产，他们可能是无效的。狮子电池解决了这些问题，在一个小容器，有很长的保质期，并允许许多费用。但是，LiOn电池并不是移动设备和笔记本电脑等消费电子产品中最常用的电池。这些电池比一次性碱性电池要贵得多，而且通常没有AA、AAA、C、D等传统尺寸。

大多数人熟悉的最后一种可充电电池是液体铅酸电池，最常用作汽车电池。这些电池可以提供大量的电力（如汽车冷启动时），但含有有害物质，包括用作电解液的铅和硫酸。这类电池必须小心处理，以免污染环境或对操作人员造成身体伤害。

当前电池技术的目标是**出一种能与LiOn电池相媲美或改进其性能的电池，但不会产生与其生产相关的高昂成本。在锂离子家族中，人们一直致力于添加额外的成分，以提高电池的有效性，同时降低价格。例如，锂钴（LiCoO2）安排，现在发现在许多**，笔记本电脑，数码相机和可穿戴产品。锂锰（LiMn2O4）电池最常用于电动工具、医疗器械和电动动力系统，如电动汽车中的动力系统。

目前，有团队正在进行研究和开发，以提高锂基电池的性能。锂空气电池是一项令人兴奋的新发展，它可以提供更大的储能容量——比典型的LiOn电池高出10倍。这些电池可以通过使用自由氧氧化阳极来“呼吸”空气。虽然这项技术看起来很有前途，但也存在一些技术问题，包括性能下降的副产品迅速累积，以及电池在毫无征兆的情况下停止工作的“猝死”问题。

锂金属电池也是一个令人印象深刻的发展，有望比目前的电动汽车电池技术提高近四倍的能效。这种电池的生产成本也低得多，这将降低使用它们的产品的成本。然而，安全问题是一个主要问题，因为这些电池可能过热，引起火灾，或爆炸，如果损坏。其他正在研究的新技术包括锂硫电池和硅碳电池，但这些电池仍处于早期研究阶段，尚不具备商业可行性。围绕太阳能电池也有一些发展。

投资电池技术

如果电池技术朝着这些令人兴奋的新方向发展，它将降低消费电子产品和电动汽车（如特斯拉汽车公司生产的电动汽车）的生产成本。特斯拉最近宣布，与日本电子巨头松下（Panasonic）合作，建立一个“千兆工厂”，不仅生产更多的汽车，而且在内部生产自己的LiOn电池。通过将电池生产问题掌握在自己手中，特斯拉可能已经找到了一个很好的方法来获得电动汽车和电池技术的投资敞口。

电池技术市场有些短视，新技术、开发和合作关系推动了行业的发展。Visiongain的“2018年锂离子电池**企业20强报告”对电池技术市场及其顶级**商提供了大量的见解。报告中的公司包括：

• A123系统公司。
• 汽车能源供应公司
• 中国航空工业公司 中国 (中航工业）
• 比亚迪股份有限公司。
• CBAK能源技术公司。
• 康普科技有限公司（CATL）
• 汤浅
• 合肥国轩高科技电力能源有限公司
• 日立化学有限公司。
• 江森自控国际有限公司。
• LG化学
• 微卡斯特公司。
• 松下公司
• 安全电池
• 三星SDI有限公司。
• TDK公司/安培技术有限公司（ATL）
• 特斯拉公司。
• 天津力神电池股份有限公司。
• 天能电力国际有限公司
• 东芝公司

电池行业的其他知名品牌包括：

• Arotech公司 (ARTX）开发和分销锂和锌空气电池，并将美国军方纳入其客户群。
• PolyPore公司。 (PPO）生产高度专业化的锂聚合物电池，主要用于工业和医疗用途。
• 能源1 (是一家拥有多数股权的替代能源公司 合资企业 与Delphi Automotive（DLPH）合作，为电动汽车提供电池解决方案。
• 海代尔石墨烯工业公司 (LON:HAYD）是一家利用纳米技术和石墨烯材料生产石墨烯电池的英国公司。
• 应用石墨烯材料 (同时也在进行基于石墨烯的应用研究。
• EnerSys是一家 纯粹的游戏 在电池上。它目前是全球最大的工业电池**商。

还有全球X锂；电池技术ETF（LIT）。该ETF旨在跟踪Solactive全球锂指数，并提供主要专注于锂的上市公司多元化投资组合的敞口，包括锂的开采、锂的精炼和锂在电池生产中的使用。截至2018年10月，LIT ETF的主要持股包括：

• FMC公司18.06%
• 阿尔伯马尔公司17.64%
• 三星SDI有限公司7.40%
• 能源系统6.91%
• QUIMICA Y MINERA CHIL-SP 6.62%
• LG化学有限公司5.41%
• GS YUASA公司4.95%
• 松下公司4.60%
• 特斯拉公司4.37%
• 辛普洛科技有限公司4.24%

底线

动力电池在现代一直很重要。然而，随着移动计算和电动汽车的出现，它们的重要性只会继续增长。例如，目前，电池组的成本占特斯拉汽车成本的一半以上。

由于它们的重要性与日俱增，对更新更好的可充电电池的研究正在取得进展。锂空气电池和锂金属电池可能被证明是重要的进步。如果这些技术最终获得了回报，那么投资于电池生产领域的大型公司、纯锂离子**商，或者通过锂金属生产商间接投资，都有助于提振投资组合未来的表现。