这将创造一个新的电池市场，根据 IDTechEx 最新报告《2024-2034 年建筑、农业和采矿机械电池市场》，该市场规模将增长至 78 亿美元，10 年年均增长率将达到 27.1%，到 2034 年年需求量将超过 50 GWh。.

CAM市场需要各种尺寸的电池。来源：IDTechEx

CAM行业在电气化进程中起步稍晚，但这也意味着它受益于汽车行业蓬勃发展且成熟的电气化供应链。在汽车电气化的早期阶段，电池发展主要受两个因素驱动：能量密度（用于提升续航里程）和电池成本。因此，电动汽车行业倾向于选择镍锰钴（NMC）电池和磷酸铁锂（LFP）电池，因为它们在这两方面都提供了较为均衡的解决方案。然而，IDTechEx最新发布的市场调研报告指出，CAM机床的需求多种多样，这为电池技术在现有汽车领域之外的应用创造了机遇。.

如今，市面上涌现出许多电池技术，从锂离子技术的演进到革命性的钠离子电池，不一而足。每种技术都有其优缺点；例如，钛酸锂（LTO）电池的寿命是其他电池的十倍，但能量密度却只有一半。又如，阳极采用硅而非石墨的电池，虽然能量密度和功率容量都非常出色，但循环寿命却较差。正如生活中的大多数事物一样，电池技术也存在权衡取舍；没有一种完美的解决方案能够同时兼顾最佳的能量密度、功率、寿命、成本和安全性。幸运的是，在CAM，我们经常会遇到一些机器类型，它们的需求与现有电池方案的优缺点相吻合。.

运输卡车是CAM（计算机辅助制造）设备的一个典型例子，它们对设备有着高度专业化的需求。这些重达150吨以上的巨型机器用于运输从世界各地矿山开采的原材料。它们的运行时间非常长，通常每天运行超过20小时，每年运行360天。由于其重量和运行时间，它们需要大型电池才能正常工作。IDTechEx曾在这些机器中见过容量高达2兆瓦时的电池。为了便于理解，2兆瓦时相当于20块特斯拉Model S电池或50块日产聆风电池（每块电池容量为40千瓦时）。如此大容量的电池重量约为10吨，成本可能在50万至100万美元之间。幸运的是，考虑到机器本身重量已经非常大，并且有效载荷高达数百吨，电池的尺寸和重量并非关键因素；事实上，电动动力系统所取代的发动机本身重量就已在10至25吨之间。.

IDTechEx指出，对于电动矿用卡车，所选电池类型必须满足三个主要优先条件：
1. 必须具备快速充电能力，以确保机器所需的正常运行时间。2
. 必须拥有较长的使用寿命。IDTechEx估计，一辆矿用卡车在其使用寿命期间将经历12,000次充电循环。3
. 必须经济实惠。某些电池技术无法达到12,000次循环寿命，需要昂贵的更换。有些技术或许能够达到这个寿命，但通常成本更高。

考虑到这些因素，IDTechEx 的报告得出结论：液态钛酸锂电池 (LTO) 是货运卡车的理想选择。LTO 技术非常可靠，由 Forsee Power、ABB 和 Voltabox 等交钥匙电池组组装商提供的电池组寿命可达 2 万至 10 万次循环。此外，LTO 电池的快充性能也非常出色，许多产品都能在 6 分钟或更短时间内完成充电。当然，LTO 电池也存在一些缺点：其能量密度约为磷酸铁锂电池 (LFP) 的一半，且每千瓦时的价格更高。然而，对于货运卡车而言，这两个因素都不是特别重要。货运卡车的车身足够大，可以承受额外的重量，而且 LTO 电池的长寿命使其无需频繁更换，足以抵消其额外的成本。.

然而，大容量电池和快速充电功能也带来了另一个问题：充电。如果一块2兆瓦时的电池要在6分钟内充满电，就需要20兆瓦的电网连接。如此巨大的能源需求，大约需要六台专用的海上风力涡轮机才能为其充电。目前，各方正在探索解决这些充电需求的方案，IDTechEx的报告《2024-2034年电动汽车离网充电：技术、基准测试、参与者和预测》对此进行了分析。.

计算机辅助制造（CAM）行业充斥着这类机器。这些机器因其特定的应用场景而有着一套特定的解决方案。例如，小型挖掘机的底盘很小，需要类似于汽车行业的解决方案。大型装载机需要容量大、价格低廉的电池，这可能会为钠离子电池解决方案创造市场。在农业领域，底盘空间更为有限，但由于季节性使用，所需的电池循环次数较少，这可能为硅负极技术的应用打开大门。.

作者：詹姆斯·杰夫斯博士，IDTechEx 高级技术分析师