锂离子电池是当今手持电子设备和电动汽车时代成为可能的轻量级奇迹，自 30 年前问世以来，其成本下降的速度与太阳能电池板价格的下降速度相似，如一项研究记录的那样去年三月出版。但是，是什么导致了如此惊人的成本下降，大约 97% 呢？

早期研究背后的一些研究人员现在已经分析了导致非凡节省的原因。他们发现，到目前为止，最大的因素是研发工作，尤其是在化学和材料科学方面。这超过了通过规模经济获得的收益，尽管事实证明这是第二大类别的削减。

这项新发现今天发表在《能源与环境科学》杂志上，由麻省理工学院博士后 Micah Ziegler、最近的研究生 Juhyun Song 博士 '19 和麻省理工学院数据、系统和社会研究所教授 Jessika Trancik 共同撰写。

Trancik 表示，这些发现可能对政策制定者和规划者有用，以帮助指导支出优先事项，以便继续朝着降低这种和其他关键储能技术成本的方向前进。她说，他们的工作表明，电化学电池技术仍有相当大的进一步改进空间。

分析需要挖掘各种来源，因为大部分相关信息都包含密切持有的专有业务数据。“数据收集工作非常广泛，”齐格勒说。“我们查看了学术文章、行业和政府报告、新闻稿和规格表。我们甚至查看了一些出来的法律文件。我们必须将来自许多不同来源的数据拼凑起来，以了解正在发生的事情。” 他说他们收集了“大约 15,000 个定性和定量数据点，来自大约 280 个参考文献的 1,000 条个人记录。”

Trancik 说，最早的数据最难获取，并且可能具有最大的不确定性，但通过比较同一时期的不同数据源，他们试图解释这些不确定性。

她说，总体而言，“我们估计大部分成本下降（超过 50%）来自与研发相关的活动。” 这包括私营部门和政府资助的研发，并且该研发类别中的“绝大多数”成本下降来自化学和材料研究。

她说，这是一个有趣的发现，因为“人们正在通过非常不同的努力来解决很多变量”，包括电池本身的设计、它们的制造系统、供应链等等。“成本的改善来自多种努力和许多人，而不是仅仅来自少数人的工作。”

齐格勒说，关于研发投资重要性的发现尤其重要，因为大部分投资发生在锂离子电池技术商业化之后，一些分析师认为在这个阶段，研究贡献将变得不那么重要。他说，从 1990 年代初推出电池五年后开始的大约 20 年期间，“大部分成本降低仍然来自研发。当商业化开始时，研发贡献并没有结束。事实上，它仍然是降低成本的最大贡献者。”

该研究利用了 Trancik 和她的团队最初开发的一种分析方法，用于分析过去几十年来硅太阳能电池板成本的类似急剧下降。他们还应用这种方法来了解核能成本的上升。“这确实触及了技术变革的基本机制，”她说。“而且我们还可以及时开发这些模型，这使我们能够发现人们可以用来改进未来技术的杠杆。”

她说，Trancik 和她的同事开发的方法的一个优点是，当许多变量同时发生变化时，它有助于理清不同因素的相对重要性，这通常会随着技术的进步而发生。“这不仅仅是简单地将这些变量的成本影响相加，”她说，“因为其中许多变量会影响许多不同的成本组成部分。存在这种错综复杂的依赖网络。” 但该团队的方法使得“通过从根本上绘制出依赖关系网络来了解总体成本变化如何归因于这些变量成为可能，”她说。

这有助于为公共支出、私人投资和其他激励措施提供指导。“不同的决策者可以做的所有事情是什么？” 她问。“他们有什么决定权来改进技术，这对于低碳技术很重要，我们正在寻找气候变化的解决方案，而我们的时间和资源有限？新方法使我们能够更有意识地考虑在哪里进行时间和金钱投资。”

剑桥大学气候变化政策教授劳拉·迪亚兹·阿纳东 (Laura Diaz Anadon) 说：“这篇论文以系统的方式收集了可用的数据，以确定 1990-1995 年和 2010-2015 年间锂离子电池成本构成的变化。”与这项研究有关。“这一时期是该技术历史上的重要时期，了解成本成分的演变为未来的机制工作奠定了基础，并有助于为其他类型电池的研究工作提供信息。”

该研究得到了 Alfred P. Sloan 基金会、环境保护基金和麻省理工学院技术与政策项目的支持。