本文來源于國際能源署LEA，目的在了解全球電動汽車電池供應鏈。鳴謝自主研制NTC芯片的特普生儲能CCS集成溫度采集母排，對本文的大力支持，感謝特普生海外技術翻譯官林博女士！
世界各地的主要電池礦物和金屬生產商不僅開始優先考慮采礦，還開始優先考慮精煉能力，以便能夠安全地為全球電動汽車電池供應鏈供應材料。
澳大利亞
澳大利亞是世界上最大的鋰生產國，也是全球最大的鎳生產國之一。2021 年9 月，政府為澳大利亞關鍵礦產提供了 13 億澳元（9.8 億美元）的貸款安排對包括 EV 電池生產在內的先進行業。此外，還宣布了一項 20 億澳元（15 億美元）的基金，用于提高關鍵礦物加工能力，包括電池礦物和金屬。
2021 年 12 月，聯邦政府授予新南威爾士州24 億澳元（18 億美元）電池礦產綜合體的“重大項目”用于鎳和鈷礦、材料加工和回收設施。擁有重大項目可以獲得額外的財政支持、協調和簡化的監管審批。該設施計劃幾乎完全由可再生能源供電，使其成為世界上最大的可再生能源電池金屬生產商之一。
加拿大
為實施其關鍵礦產戰略，政府撥款38億加元（29 億美元）在 2022 年預算的八年時間里 這是同類預算中的第一份公告。其中，約 15 億加元（12 億美元）用于支持關鍵礦產供應鏈的基礎設施投資，7920 萬加元（6090 萬美元）用于關鍵礦產勘探和開發的集成數據集，以及新的 30% 稅收抵免用于關鍵礦產勘探。
智利
智利仍然是世界上最大的鋰生產國之一，盡管在開發新項目方面增長緩慢。為應對這一趨勢，政府于 2021 年 10 月啟動了運營合同專場拍賣勘探和生產 40 萬噸鋰。分為五批80 000噸。每一項都為中標者提供了七年的地質勘探、研究和 20 年的生產期。政府將收取特許權使用費，外加生產期間的可變付款
中國
盡管中國目前擁有不到25% 的上游產能，但它繼續在中下游電動汽車電池供應鏈中占據主導地位。原材料工業發展“十四五”規劃（ 2021?2025年）于 2021 年 12 月發布。其旨在重點發展關鍵材料的技術創新，包括推動新型、更高效和對環境敏感的采礦技術和礦產（包括鹽湖鋰）的研發。該計劃還旨在發展“城市礦山”，以支持在回收基地和產業集群中大規模回收鋰、鎳、鈷和鎢。
歐洲聯盟
歐洲原材料聯盟 (ERMA) 成立于 2020 年，是歐盟關鍵原材料行動計劃的一部分。除了解決監管瓶頸和利益相關者參與外，它的重點是充當促進項目投資的管道。ERMA 已宣布計劃于 2022 年啟動原材料投資基金. 2021年11月，歐洲議會投票通過關鍵原材料戰略重點是“開放的戰略自主權”，即在采購關鍵原材料時獲得替代品和競爭。其他方面包括從歐盟成員國內部采購關鍵原材料、增加回收和資源的循環利用，以及對精煉和分離能力（包括鋰）的投資。歐洲議會已要求歐盟委員會和成員國針對關鍵原材料創建 IPCEI，以專注于降低關鍵性和依賴性。
印度尼西亞
印度尼西亞是世界上最大的鎳生產國。它的目標是保持作為電動汽車電池主要供應商的地位制造業。
2020年，印尼實施了鎳礦出口禁令。隨后在 2021年考慮對鎳產品的出口征稅含量低于70%,進一步發展國內精煉能力。如今，大多數鎳產品的鎳含量在 30?40% 之間，通常用于出口以進一步精煉以獲得更高純度的鎳產品（70% 或更高），因此可能對出口產生重大影響。
美國
2022年3月，美國援引《國防生產法》迅速提高美國電動汽車和蓄電池關鍵礦物的產量，重點是鋰、鎳、鈷、石墨和錳。在過去的一年里，美國為加強電動汽車電池供應鏈做出了重大努力，包括關鍵礦物。2021年2月，美國能源部授予4400 萬美元用于負排放資源回收計劃的采礦創新用于技術開發以增加國內關鍵元素供應。該基金專注于商業就緒技術，這些技術可為清潔能源轉型所需的關鍵礦物實現凈零排放或凈負排放。
2021年4月重點礦產項目13個被選中獲得總計1900 萬美元的資助。該基金側重于有助于將化石燃料生產社區轉向清潔能源工作的項目，包括增加關鍵礦產資源和廢物流的回收利用，從化石燃料產品及其廢物流中提取關鍵礦物和金屬以用于包括電動汽車電池在內的各種應用。
2022 年 2 月，美國能源部、國防部和國務院簽署了一項協議備忘錄，以支持關鍵礦物的儲存這將促進向清潔能源的過渡，特別是電池和風力渦輪機，并滿足國家安全需要。
純電動汽車帶動各地區電池需求激增
注：STEPS = 既定政策情景； APS = 宣布承諾情景； LDV = 輕型車輛
電動汽車銷量的增加必須擴大電池供應鏈的所有環節。雖然對于大多數組件而言，電動汽車與傳統汽車并沒有太大區別，但電池依賴于獨特且關鍵的材料供應鏈，這些供應鏈必須在這十年內大幅擴大以滿足預計的需求。大多數供應鏈組件都可以快速擴展；電池生產工廠可以在兩年內建成，項目管道非常大。另一方面，原材料提取需要在生產達到規模之前很久就進行投資。
計劃中的電池工廠可以滿足2030年的需求
在既定政策情景中，電動汽車的電池需求在 2030 年增加到 2.2 TWh，在宣布的承諾情景中增加到 3.5 TWh。這比既定產量增加了六倍多，是對于已宣布的承諾情景十倍的增長。要達到這樣的生產水，需要在既定政策情景中再制造 52 個年產能為 35 GWh 的超級工廠，在已宣布的承諾情景中再制造 90 個超級工廠。
電池需求由電動汽車推動，在這兩種情況下，到 2030 年電動汽車占預計總量的 85%。不僅電動汽車銷量會增加，而且目前的趨勢和新車型發布表明，由于需要更長的行駛里程和更大的車輛，汽車的電池容量將越來越大。這一趨勢貢獻了約三分之一的電池需求增長，在北美尤為明顯。
預計中國將擁有最大的電池需求，盡管其全球份額在既定政策情景中從 2021 年的 60% 下降到 2030 年的 40%，在宣布的承諾情景中下降到 25%。由于電動汽車的快速部署以及每輛車的最大電池容量，美國在主要市場中經歷了最快的電池需求增長，在既定政策情景中的份額略有增加，從 2021 年的 11% 到 2030 年約為 15% ，在 2030 年宣布的承諾情景中增加到 20% 以上。預計歐洲在全球電動汽車電池需求中的份額也將從 2021 年的 25% 下降到 2030 年既定政策和宣布承諾情景中的20%。
根據Benchmark Mineral Intelligence 最近的統計，私營公司公布的 2030 年電動汽車電池產能達到 4.6 太瓦時，高于既定政策情景和宣布承諾情景需求的數值。如果到 2030 年所有已公布的產能成功上線，使用總電池需求，在既定政策情景下電池制造的利用率將為 47%，略高于 2021 年（基于銘牌產能的 43%）。電池產能仍將集中在中國（70%），但更多投資正在轉向其他地區，預計到2030年歐洲和美國將有四分之一的電池產能。
陽極和陰極生產在地域上正慢慢變得更加多樣化
擴大電池和電池生產將需要額外來自陽極和陰極制造商。在既定政策中情景，相對于 2021 年的產量，到 2030 年陰極需求增長六倍，陽極需求增長五倍。對于已宣布的承諾情景，陰極需求增加十倍，陽極需求增加八倍。在既定政策情景中，到 2030 年陰極產量達到3300 kt，陽極產量達到 1500 kt，需要大約 29 個額外的陰極材料工廠和 23 個額外的陽極材料工廠。
對于已宣布的承諾情景，陰極需求為 5200 kt，陽極為 2500 kt，需要大約 50 個陰極和 40個陽極工廠。每生產1GWh 電池，需要 1.5 kt 正極材料和 0.9 kt 負極材料。當前正負極材料生產高度集中；中國、日本和韓國合計占當前陰極和陽極產量的 97% 和99%。展望未來，情況在短期內不會有太大變化。評估所有目前已公布和正在建設中的陰極和陽極將于2025 年上線的材料生產工廠，顯示美國和歐洲在 2025 年將僅生產約 4% 的正極材料和2% 的負極材料。根據歐洲和北美計劃生產的公告，從長遠來看，預計會實現多元化。例如，巴斯夫計劃在加拿大建設正極材料生產廠。
上圖為與 2021 年相比，為滿足 2030 年的預計需求而需要生產所需金屬礦山數量、陽極/陰極生產廠、電池超級工廠和電動汽車廠
對電動汽車電池的需求使各金屬需求激增
鋰是電動汽車最關鍵的金屬，因為它沒有大規模的商業化的替代品。因此，它的電池金屬需求增長最快。實際上，預計到 2030 年鋰需求的所有增長都將來自電動汽車電池。
既定政策情景中的鋰需求到2030約達到330 kt年，相對于 2021 年的產量（80 kt）增加四倍。對于已宣布的承諾情景，鋰需求達到 500kt，比2021年增長了六倍，這是由于所有模式的電動汽車銷量增加所致。2021年，電動汽車電池占全球鋰需求的近一半。到 2030 年，這一比例在既定政策中上升至 70%。
宣布承諾情景中為了滿足鋰需求的激增近 80%。，假設鋰礦均年產能為 8 kt，到 2030年在既定政策情景中需要約30個新鋰礦，在已宣布承諾情景中需要約 50 個新鋰礦。到 2030 年，鎳將面臨最大的絕對需求增長，因為高鎳化學物質是目前電動汽車的主要陰極，而且預計仍將如此。高鎳鋰離子電池需要的鎳甚至比鋰還要多。例如，按重量計算，NMC811 電池需要的鎳幾乎是鋰的七倍。對于鈷，情況恰恰相反，因為電池制造商繼續轉向低鈷含量的化學物質（甚至是無鈷化學物質）。2030 年）以降低成本以及出于環境、社會和治理方面的考慮。然而，全球對電動汽車的需求激增電池在這十年仍然增加了鈷的總需求。
2021 年和 2030 年電動汽車和清潔能源技術對電池金屬總需求的份額
注：STEPS = 既定政策情景；APS = 宣布承諾情景。清潔能源技術包括：固定式儲能電池、可再生能源、核能、氫能技術和電網技術。
在既定政策情景中，到2030年，鎳的總需求將增長 60% 至 420萬噸左右，而鈷的總需求將增長45%至250萬噸。在鎳的總需求中，電動汽車電池占到2030 年需求的五分之一，在既定政策情景中約占鈷需求的四分之一。在已宣布的承諾情景中，電動汽車電池對鎳和鈷的需求比既定政策情景高65%，電動汽車所占份額分別為30% 和 40%。
為了滿足“既定政策情景‘’（STEPS，Stated Policies Scenario）中2030年的預計需求，需要新增41個鎳礦和11個鈷礦，這是一項重要的擴大規模化需求。對于“公開承諾情景”（APS，Announced Pledges Scenarion），到2030年需要新建60個鎳礦和17個鈷礦（假設鎳礦平均產能38000噸/年，鈷礦7000噸/年）。
當下即需投資來滿足2030年的電池金屬需求
為了滿足預計的電動汽車部署需求，供應鏈中的各種要素都需要擴展。各國的雄心壯志和承諾的增加也將進一步增加對金屬的需求，以提供必要的電動汽車電池。正如 2021年所觀察到的那樣，盡管擴大供應需要時間，但電動汽車的需求可能會迅速增長，因為礦山和工廠不可能在一夜之間上線。
供應鏈的各個環節有不同的提前期。下游階段，電動汽車組裝是最有活力的，由于汽車產能遠高于需求，汽車制造商可以重組現有工廠來制造電動汽車。例如，大眾汽車位于德國的茨維考工廠于 2018 年開始改造（將工廠從內燃機汽車轉換為電動汽車），并于 2019 年 11 月生產了第一批電動汽車。同樣，特斯拉在上海的電動汽車工廠在 2019 年初破土動工后在大約一年內即建成。
電池生產的提前期更加多樣化。在中國，由于之前生產經驗，寧德時代能夠在短短不到一年的時間內交付新的電池制造設施。而Northvolt 在瑞典的第一家工廠從宣布到開始生產之間需要整整四年。陽極和陰極工廠的前置期屬于典型的化工廠，因地區而異。優美科(Umicore) 2018年宣布波蘭工廠的生產計劃，當時預計2022年開始商業化生產，因此需要四年。而在中國，由于以前的經驗和利用現有站點進行擴展，不到兩年就能建成陰極工廠。
到目前為止，最長的前置期在原材料的提取
通過勘探確定可開采資源后，礦山可能需要4年到20多年的時間才能開始商業生產。必要的可行性研究以及工程和建設工作可能需要4到16年的時間。獲得融資和必要的許可需要很長的前置期。由于某些國家/地區需要多次許可或由于許可的延遲，獲得許可證可能需要1到10年的時間。近幾十年來，礦山上線所需的時間持續增加，部分歸因于更長的許可和可行性研究的準備時間。
除了開始商業生產所需的時間外，礦山通常需要大約十年才能達到額定產能。對整個供應鏈前置期的分析表明，如果有足夠的投資，EV 電池供應鏈的下游階段可以加快速度，以滿足 2030年時間框架內甚至快速增長的需求。然而，上游礦物開采可能會造成重大瓶頸，除非提前有足夠投資。
注：Na?ion = 鈉離子。富錳化學：LMR?NMC = 富鋰錳 NMC；LNMO = 鋰鎳錳氧化物。LNO = 鋰鎳氧化物。NMCA = 鋰鎳錳鈷鋁氧化物。LFP = 磷酸鐵鋰。NMC = 鋰鎳錳鈷氧化物（NMC622 和 NMC811）。電池組價格對商品價格的敏感性。所有化學物質都用石墨陽極建模。調整陰極負載后，陰極厚度保持在 120 μm 不變。以 2021 年 均商品價格為基礎，然后以鋰、鎳和鈷價格上漲 10%為基礎進行建模。鈉離子不含鋰、鎳或鈷。
電池材料的演講將決定哪些金屬將面臨最大的需求。鑒于增加特殊金屬產量所需的前置期很長，優化和多樣化電池材料將在減少對特定產品的需求方面發揮重要作用。
如今，用于電動汽車的鋰離子電池要么是鎳基（NMC 和 NCA），要么是磷酸鐵鋰 (LFP)。前者具有更高的能量密度，占中國以外電動汽車電池的絕大部分。LFP 具有較低的能量密度和較低的成本，在中國廣泛用于輕型和重型車輛。
到 2030 年，因為制造商會選擇不同電池材料來滿足特定的車輛特性，電池材料將更加多樣化，。以大眾汽車的公告為例，不同車輛類別使用不同電池材料：高端車輛預計將使用最高能量密度的電池，可能使用鎳含量更高的材料，例如 NCA95、NMCA 和 NMC9.5.5，或者甚至使用能量密度更高的電池，例如鋰鎳氧化物(LNO) 或富鋰錳 NMC (LMR?NMC)，如果這些材料研發成功并且商業上可行。對于低端、大容量和主要城市車輛，LFP 將是主要材料，因為這里優先考慮成本，而不是續航里程。此外，由于鎳和鈷的高價格以及關鍵專利到期，LFP預計在未來幾年大量使用于歐美的量產車型，出現重要增長。特斯拉和大眾等主要汽車制造商已發布公告，將 LFP 用于歐美市場的標準里程的電動汽車。電池里同時包含 LFP 和高鎳材料最近出現重大突破：NIO 宣布他們的電池包 (CTP)里同時集成 LFP 和 NMC，以同時發揮兩種材料的優點。
對于中檔車輛，富錳材料（鋰鎳錳氧化物 [LNMO]）很有競爭力，因為它具有比 LFP 更高的能量密度，但沒有達到高鎳材料的水平。與高鎳材料相比，LNMO 中較大比例的錳顯著降低材料成本和商品風險。然而，LNMO 仍在開發中。大眾汽車已經表明其長期戰略是將富錳材料使用于大規模中端市場的電動汽車。
對于中型和重型車輛，LFP將是絕對主力，因為成本和可靠性對于電動卡車的早期應用將更為重要。LFP 具有最佳的循環壽命，適合頻繁、短途旅行和經常充電的場景。另一方面，續航里程更長的電動卡車可能會使用能量密度最高的鎳基材料，但它們到2030年前使用規模有限。
電池材料的未來并非一成不變。各種電池材料各有優缺點。因此，電池金屬價格持續走高可能會對電池材料產生巨大影響，加速已經在進行中的轉變，并且由于當前的高價格而預期會發生轉變。持續的高商品價格將支持向關鍵礦物成分較低的材料轉變。預計會產生兩個主要影響。首先，更強烈地轉向具有較低關鍵礦物成分的商用材料，特別是不含鎳或鈷的 LFP。其次，加快開發依賴次要礦物的新材料，例如富含錳的陰極化學物質 LNMO，甚至是無鋰電池材料，如鈉離子 (Na?ion ) 。
雖然世界各地的研究人員都在努力開發不使用鋰的電池化學物質，但當今最可行的選擇是鈉離子技術。 鈉離子電池目前正由世界上最大的電池制造商之一寧德時代 開發，該公司于 2021 年將鈉離子商業化并計劃到2023年形成基本的產業供應鏈。
隨著寧德時代在鈉離子方面的發展，中國政府計劃在其“十四五”計劃中促進鈉離子電池產業的發展，以行業標準實現規模化、降低成本和提高性能。鈉離子電池的能量密度只有領先的高鎳化學物質的一半多一點，因此不會用于高能密度應用。然而，它與 LFP 相當，能量密度僅比領先的 LFP 電池低 20% 左右。因此，對于能量密度不重要的應用，例如城市電動汽車或電網規模的存儲，鈉離子是合適的。 寧德時代還通過其新的 AB 電池組設計減輕了能量密度限制，該設計可以將鋰離子和鈉離子電池集成在一個電池組中。
鈉離子電池（普魯士白）由低成本元素鈉、鐵、氮和碳制成。鈉離子不能用石墨負極，所以改用硬碳。此外，與鋰離子不同，鈉離子可以使用鋁陽極集電器，因此需要的銅更少。雖然鈉離子已經超越了研究階段并展示了商業上可行的性能，但目前還沒有用于其正極和負極材料的供應鏈。鈉離子部署的主要不確定性是這些材料生產過程的可擴展性以及開發工業規模供應鏈所需的時間。幸運的是，由于鈉離子和鋰離子的相似性，使現有的電池工廠適配鈉離子電池的生產相對簡單。
為了說明可能趨勢的影響，我們提出了受限化學案例。它側重于陰極化學，以評估價格長期保持高位的影響，疊加上汽車制造商對高價格強烈的反應。最顯著的變化是從高鎳陰極化學物質到 LFP的主要替代品。在既定政策情景的受限化學案例中，全球對鎳的需求減少了10%或每年約44萬噸，而對鈷的需求減少了15%相當于每年3.5萬噸。鎳的減少量很大，因為它幾乎是俄羅斯（世界上最大的一級鎳生產國）2021年鎳總產量的兩倍。對于已宣布的承諾情景，需求減少更為顯著，鎳總需求減少15%，鈷總需求減少20%。
在受限化學案例中，鋰需求將略有減少，在既定政策和已宣布的承諾情景中僅減少 3%，這主要是由于LFP每千瓦時的鋰強度略低于高鎳材料，因此其更大的部署也減少鋰需求。LNMO還具有較低的鋰強度，因此它支持減少鋰需求。到2030年，鈉離子的引入，作為唯一不含鋰的化學物質，將顯著降低鋰需求，但所占份額很小。因此，短期內，鋰需求不會大幅減少，但長期存在潛力。
全固態電池 (ASSB) 是預期的下一步電池性能改進。ASSB 可以使用鋰金屬陽極，這可以使電池能量密度比目前最好的鋰離子電池與石墨陽極高出約70%，顯著提高駕駛范圍能力，打開其他使用場景并最終降低成本。最近，初創企業和老牌電池制造商在 ASSB 上面進行了大量活動和行業公告。例如，尼桑在 2024 年開始試生產，目標是在 2028 年生產帶有 ASSB 的電動汽車，剛剛在日本神奈川開設了一個原型生產工廠。 美國固態電池制造Quantumscape 和大眾汽車有一家合資企業，計劃一條試驗生產線將于2024 年啟動。三星SDI開始建設中試固態電池生產線2022年3月，2025年完成原型電池開發， 2027年實現量產。
盡管有活動和公告，但在ASSB產生重大影響之前，主要的技術挑戰仍有待解決。當前最先進的性能通常依賴于不切實際的壓力來解決接觸問題，或者依賴于當前不可擴展的、昂貴的生產過程來實現可行的性能。盡管正在取得進展，但預計ASSB要到 2030 年之后才會產生重大影響。
注：NZE = 2050 年凈零排放情景；STEPS = 既定政策情景；APS = 宣布承諾情景。如果采取需求方措施來減少電池和關鍵金屬需求，則 NZE 條表示需求的可變性。
在將采礦業的金屬供應估計與IEA需求情景進行比較時，如果宣布的新供應如期上線，那么到2025年，所有金屬的既定政策情景中的電動汽車電池金屬需求似乎都可能得到滿足。展望2030年，情況更加不確定，但如果所有預期供應都上線，那么趨勢的延續通常應該足以滿足對所有金屬的需求，盡管幅度很小。
盡管如此，這仍然需要付出巨大的努力：數十個采礦項目將必須進入市場并按計劃達到產能，并且將必須調試數十個新的礦物加工和前體工廠。此外，為了將其轉化為電動汽車部署，需要數十個陰極和陽極工廠、超級工廠和電動汽車生產工廠。
在已宣布的承諾情景中，到2030年對鋰的需求將大大超過當前的供應預測。為了實現氣候和零排放目標，額外的投資將不得不流入采礦業。與既定政策情景相比，已宣布承諾情景中的鋰需求需要增加45%，或者2030年的預計供應量需要增加33%除了預計供應量之外，還需要大約15個額外的礦山。對于鎳，已宣布承諾情景中的需求剛好超過供應，但預計總供應量包括1類和2類鎳，而電池需要1類鎳或對2類鎳進行大量額外處理。因此，重大投資是非常必要的。
在受限化學案例中，對所有金屬的需求都將減少，尤其是鎳和鈷。到2030年，已宣布承諾情景中的鎳需求將減少至與既定政策情景中的鎳需求相同。對于鈷，已宣布承諾情景中的需求由預計供應量滿足，但受限化學情況會將已宣布承諾情景需求減少至比供應估計低 22%，供應過剩相當大。對于鋰，這將使已宣布承諾情景需求與預計供應之間的差距縮小 13%。
盡管鈷價正在上漲，鈷的供應在地域上高度集中，因此更容易受到供應沖擊，但預計從長期來看，鈷供應可能不會像鋰和鎳那樣成為問題, 這是由于在陰極化學中遠離鈷，再加上回收的擴大，因為鈷是每公斤最有價值的電池金屬。從長遠來看，回收將對供應做出重大貢獻。然而，預計回收的貢獻很小。2030年，尤其是鋰和鎳。根據對電動汽車的預期壽命日期及其電池化學成分的分析，到2030年，鋰和鎳的回收僅占預計總需求（兩種情況下）的不到1%。鈷的貢獻很小來自回收，預計在這兩種情景下約占 2030 年總需求的2%。
2030 年通過回收和再利用生產的二次電池
到2050年凈零排放情景（Net Zero Scenario）中對電池金屬的預計需求明顯高于當前需求。在這種情況下，到2030年，鋰的需求預計每年增長30%，鎳增長11%，鈷增長 9%。相比之下，過去五年鋰的供應量每年增長6%，鎳增長5%，鈷增長8%。因此，要滿足電氣化的凈零情景需求，就需要對電池礦物的供應進行大量投資,就像在所有其他清潔能源技術領域一樣。但是，可以通過解決兩個關鍵杠桿來最大限度地減少需求：電池的礦物強度和每輛車常規電池尺寸。
2015年至2021年間，常規電池尺寸增加了 60%。這反映了一般續駛里程的增加和能耗的增加，因為電動汽車中更大的份額是 SUV。電池容量超過 110 kWh的車輛已經在生產中。在未來幾年，如果目前的趨勢繼續下去，我們預計到2030年電池容量將繼續增加30%。在凈零情景中，可以通過制定不?勵使用超大電池的車輛的政策來遏制這種趨勢，例如通過將激勵措施與電池尺寸聯系起來，或者從長遠來看，對使用大電池的電動汽車征稅。如果到 2030 年電池尺寸保持與今天相同，則可以避免16%的電池金屬需求增量。
隨著創新投資的增加，凈零情景中的創新電池化學物質發展得更快。例如，全固態電池有望比既定政策情景更早進入市場。如果創新側重于最大限度地減少凈零情景中的材料足跡，通過遵循受限化學正極混合物，對關鍵電池金屬的需求將減少多達三分之一。此外，凈零情景對創新的投資也可能帶來新的提取和加工技術，例如DLE、清潔 HPAL 和采礦廢料再開采，這些都有助于增加供應。
直接鋰提取 (DLE)今天是一個主要處于試驗階段的過程。它繞過了蒸發的時間密集型需求
未濃縮的鹽水和化學去除雜質。相反，DLE 技術通過吸附、離子交換或溶劑萃取技術直接從未濃縮的鹽水中提取鋰。DLE依靠高選擇性技術，可以從復雜多變的鹽水中提取鋰并去除雜質。除了提供成本和交貨時間優勢外，DLE 還具有可持續性優勢，并擴大了經濟可提取的鋰供應范圍。例如，富鋰地熱鹵水等不適合蒸發池的地區，那里有豐富的資源，如加利福尼亞州的索爾頓海。
與傳統的硬巖開采和蒸發池相比可以大大減少對環境的影響. 然而，實現穩健的選擇性和擴大 DLE 技術仍然具有挑戰性。例如，許多 DLE 技術必須根據鹽水的條件進行調整。 DLE 是一種新興工藝，尚未經過大規模測試，但是，有幾家公司在 DLE 項目的開發方面處于領先地位，例如POSCO、標準鋰和火神能源。有尋求使用 DLE 的礦業公司以及開發 DLE 技術的公司，許多合資企業正在形成。
電池需要1級鎳，通常來自硫化物礦床。然而，在不久的將來，大部分產量增長來自擁有大量紅土資源的地區，這些地區生產2級鎳，例如印度尼西亞和菲律賓。目前已有將低品位紅土資源轉化為一級鎳的新技術。HPAL（高壓酸浸）是濕法冶金的一種形式，它在高溫高壓下使用酸分離來生產適用于電池應用的 1 級鎳。
目前已有將低品位紅土資源轉化為一級鎳的新技術。HPAL（高壓酸浸）是濕法冶金的一種形式，它在高溫高壓下使用酸分離來生產適用于電池應用的 1 級鎳。最近的項目也遭受了重大延誤和成本超支。盡管如此，隨著中國對 HPAL 項目的投資處于領先地位，項目正在上線，尤其是在印度尼西亞。印度尼西亞首個 HPAL 電池鎳項目是印度尼西亞公司 Harita Group 與中國公司寧波 Lygend Mining Co. 的合資企業，于 2021 年開始運營。
人們還擔心HPAL 對環境的影響，因為它通常使用燃煤或燃油鍋爐供熱，因此排放的溫室氣體排放量高達三倍比硫化物礦床的生產。有些公司試圖使 HPAL 更具可持續性，例如 Clean Teq，這是一家在澳大利亞開發太陽能 HPAL 項目的公司，其中蒸汽和熱量也被回收。
作為紅土生產的中間產品，混合氫氧化物沉淀物 (MHP) 變得越來越重要，可以低成本提煉成電池所需的硫酸鎳和硫酸鈷。MHP還可以通過選擇性酸浸加工成鎳鈷產品，一個環境足跡較低的過程。通常由 HPAL 生產的 MHP 正在成為一種重要的原料由于其較低的成本和預期的可用性增加而超過鎳金屬。
另一種正在探索的方法是將含鎳生鐵（低品位 3?12% 鎳）轉化為中等品位鎳冰銅（>50%濃度），這是用于電池的硫酸鎳的前體。這將顯著增加可用于電池的潛在鎳庫，但是，這是一個排放密集型過程（是 HPAL 的四倍）遠遠超過傳統的硫化物生產。中國主要鋼鐵生產商青山正在追求這一過程，并于2022 年首次出貨。由于成本太高，新喀里多尼亞的另一家工廠已經關閉，因此經濟狀況不明朗。青山正在尋求利用清潔能源進行運營以減少影響，然而，該過程使用大量直接燃料，這讓人質疑其與其他技術一樣的減排潛力。
從采礦廢料中回收，也稱為再采礦，是一種從礦山尾礦、廢水和巖石中提取有價值的礦物和金屬的新工藝。這是迄今為止尚未實現的潛在重要供應來源。例如，2017年鎳和銅礦開采的尾礦量為 40 億噸。有幾家初創企業專注于此，包括力拓支持的初創企業Regeneration。
特普生，成立于2011年，是國家高新技術、專精特新企業。主要研制NTC芯片、熱敏電阻、溫度傳感器、儲能線束、儲能CCS集成采集母排、儲能模組鋁巴等溫度采集產品系列。一體化研制、一致性品質的特普生，競爭力優勢明顯：自主研制NTC芯片核心技術及實現醫用0.3%精度；專利百項，保留不公開技術2項；為全球新能源產品、大消費品與工業品提供了定制化的溫度采集技術。
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