中美电池战意外一幕！美盯上这种极普通材料
美国初创公司正将科研人员数十年来潜心研究的一项技术变为现实：一种用普通食盐中的常见成分取代稀有且难以获取元素的电池。
这项技术有望帮助全球各国摆脱对中国电池及其所需关键矿物的依赖。
与任何其他电池一样，钠离子电池可以储存和释放能量。它们最初被部署在美国最需要的地方：电网和快速扩张的数据中心。其作用原理与家庭用电相似，即在电价低廉、电力充裕时储存能源，在电力稀缺时释放能源，从而可以提高供电可靠性并降低用电成本。
目前，大多数钠基电池在中国生产，在今年交付的所有电池中占比不到1%。在美国，一些初创公司已开始小批量生产此类电池，并正竞相扩大生产规模。工业巨头通用汽车(General Motors)也正在设计自己的钠基电池，以便在投入量产前，根据不同应用进行定制。
摩根士丹利(Morgan Stanley)最近的一份报告预测，未来10年内，全球生产的所有电池中将有超过三分之一使用钠，而非锂。
Peak Energy首席执行官兰登·莫斯伯格在位于加州伯灵格姆的公司试点工厂的钠离子电池组前。
来自特斯拉的经验
在将钠离子电池大规模引入美国市场的竞争中，处于领先地位的一小群创业者中，包括一对联手与前老板竞争的前特斯拉工程师。
兰登·莫斯伯格(Landon Mossburg)是Peak Energy的首席执行官，这家初创公司已筹集数千万美元用于建设其电池组工厂。与此同时，库尔特·凯尔蒂(Kurt Kelty)是通用汽车的副总裁，负责该公司的电池开发工作。通用汽车已对Peak Energy进行战略投资，并计划设计和生产定制的钠离子电池。而Peak Energy的目标则是将这些电池组装成系统，用于接入美国境况不佳的电网。
在Peak Energy，一名工人正在组装大型钠离子电池组。
今年7月，Peak Energy宣布计划选址加州萨克拉门托一处占地18.3万平方英尺的设施，建设其电池组“超级工厂”。该计划于2027年初开始生产，年产4吉瓦时的电池——是该公司目前位于加州伯灵格姆的试点工厂年产100兆瓦时的40倍。
这家初创公司已宣布与能源储存公司Jupiter Power和Energy Vault以及德国跨国能源公司RWE旗下子公司RWE Americas等客户达成超过11亿美元的交易。
在美国，电网级电池储能业务由特斯拉的能源部门主导。该部门使用传统的锂离子电池，是公司增长最快的部分，其创建的系统专为电网的大规模储能而设计。
莫斯伯格表示，他希望通过提供价格明显更低、更可靠且更不易着火的钠离子系统，在特斯拉销售的巨型“Megapack”电池组的潜在市场中分得一大块蛋糕。
在通用汽车的华莱士电池创新中心，一名工人正在组装一块钠离子电池原型。视频来源：通用汽车
所有锂离子电池都有可能起火——这个过程被称为“热失控”，可能会影响飞机、电动汽车或电网级储能阵列中的电池组。此类火灾虽然罕见，但确实会发生；2025年，内华达州博尔德城的一个特斯拉Megapack阵列就发生了这样一场火灾，火焰直冲云霄。特斯拉没有回应置评请求，该公司曾定期举办活动，培训消防员如何应对电池火灾。
莫斯伯格说，目前的电网储能锂离子电池组需要液体冷却系统来防止火灾。这一要求增加了复杂性，带来了更多潜在的故障点，并降低了每平方英尺的储能密度。
数据中心的优势
钠电池在固定储能应用中的竞争优势，部分在于其对冷却的需求较低。这些应用包括替代柴油发电机的数据中心备用电源系统，以及替代天然气“调峰”电厂的电网系统。
莫斯伯格说，锂离子电池组的冷却系统占了传统电网储能电池约90%的运营成本。这些成本源于维护冷却系统的需要，在它们出现故障时进行维修的需要，以及在发生灾难性故障时为限制损害而设计电池场的需要。
相比之下，Peak Energy的电池组可以通过周围流动的空气进行被动冷却。莫斯伯格说，Peak Energy使用的那种钠离子电池仍然可能着火，但可能性要小得多。
在Peak Energy，工人正在准备焊接电池组子模块。
Peak Energy现有工厂的年产能为100兆瓦时，其下一座工厂的产能可能是目前的40倍。
Peak Energy尚未披露其电池组的初始成本，因此很难说它与特斯拉的Megapack相比如何。后者的单价可能超过100万美元，即每千瓦时容量200至300美元。通用汽车的凯尔蒂表示，在像他这样的公司扩大钠离子电池的国内生产规模之前，中国制造的锂离子电池仍将更便宜。
新设计即将问世
就在Peak Energy位于伯灵格姆的工厂的旧金山湾对岸，总部位于圣莱安德罗的Inlyte Energy正在研发一种不同类型的钠基电池。Inlyte使用四种主要成分，经加工成化学品后，用于制造长管状电池。其电池依赖于铁粉、钢、氧化铝和食品级食盐。
公司创始人兼首席执行官安东尼奥·巴克利格(Antonio Baclig)说，其成果是完全不会着火的电芯。在传统电池组中，当一个电芯过热起火时，可能导致周围所有电芯也起火。而在Inlyte的电池组中，当一个电芯过热时，其温度绝不会高到威胁相邻电芯的程度。
这意味着这些电芯的封装可以比竞争技术紧密得多，并且可能实现与目前用于固定电源存储的锂离子电池系统相当甚至更好的单位面积储能密度。
一名工程师和一名焊工正在检查Inlyte Energy生产的钠金属氯化物电池。图片来源：INLYTE ENERGY
下周，Inlyte计划向Southern Company交付其首个电池组，后者在四个州经营受规管的公用事业公司。该电池组将被送至其位于阿拉巴马州威尔逊维尔的储能设施。
尽管钠离子电池有诸多优点，但由于不可避免的物理现实，有一个领域锂离子电池仍然是王者：每克所能储存的能量。在像电动汽车这样对重量要求很高的车辆中，这意味着未来大部分仍将属于锂离子电池。
与中国的新一轮竞赛
当今领先的锂离子电池技术虽然是在美国完善的，但中国主导着其所需材料的生产。
Alsym Energy的首席执行官穆克什·查特(Mukesh Chatter)表示，如果得不到美国及盟国政府的适当支持，美国可能会再次发现自己虽然开发了一项新颖的能源技术，却眼睁睁看着中国垄断其生产。查特在马萨诸塞州的这家初创公司正在开发将用于其他公司生产的钠离子电池的组件。
中国电池巨头比亚迪(BYD)和宁德时代(CATL)已宣布了工业化规模生产钠离子电池的计划。北京方面的长期规划和投资能力，使中国在将新兴技术从原型阶段推向主导全球市场所需规模方面具有优势。
“我们没有在创新上被超越，”查特说。“但如果我们再次在规模上被超越，那将是一件憾事。”