12月23日消息， 美國(guó)和中國(guó)正在圍繞鈉離子電池展開競(jìng)爭(zhēng)。美媒稱這項(xiàng)新型電池技術(shù)有望打破中國(guó)對(duì)關(guān)鍵電池制造材料的壟斷，尤其是在全球貿(mào)易局勢(shì)緊張和美國(guó)電力儲(chǔ)能需求持續(xù)增長(zhǎng)的背景下。

與當(dāng)前廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電網(wǎng)等設(shè)備中的鋰離子電池不同，這種新技術(shù)依賴于純堿，它可以從食鹽中提取。相比鋰，鈉的資源更豐富且分布廣泛。特別是對(duì)美國(guó)而言，這種資源優(yōu)勢(shì)尤為突出：中國(guó)需要通過(guò)化學(xué)方式合成純堿，而美國(guó)擁有全球92%的純堿儲(chǔ)備，生產(chǎn)成本低廉且供應(yīng)充足，因此被譽(yù)為“純堿領(lǐng)域的沙特阿拉伯”。

盡管美國(guó)此前兩次嘗試成為電池制造強(qiáng)國(guó)未能成功，此次，研究人員和企業(yè)家則對(duì)前景更為樂觀。部分原因在于，他們與兩黨政策制定者合作密切，后者推動(dòng)了現(xiàn)任政府制定的一系列激勵(lì)措施，并預(yù)計(jì)未來(lái)的政策可能包括相關(guān)關(guān)稅，以進(jìn)一步支持該領(lǐng)域的發(fā)展。

隨著汽車電動(dòng)化轉(zhuǎn)型，以及電池儲(chǔ)能在保障美國(guó)電網(wǎng)穩(wěn)定性中發(fā)揮著不可或缺的作用，美國(guó)確保未來(lái)電池供應(yīng)的任務(wù)顯得尤為迫切。能源存儲(chǔ)領(lǐng)域的專家指出，這項(xiàng)新技術(shù)為美國(guó)提供了解決電池問題的第三次機(jī)會(huì)，這可能是最后一次機(jī)會(huì)。

一個(gè)由六個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和八所大學(xué)組成的研究聯(lián)盟，已從美國(guó)能源部獲得5000萬(wàn)美元的撥款，用于推進(jìn)鈉離子電池技術(shù)的發(fā)展。相比鋰離子電池，鈉離子電池展現(xiàn)了諸多優(yōu)勢(shì)，例如更堅(jiān)固、更安全。然而，由于鈉的物理化學(xué)特性，這種電池目前在體積和重量上存在一定劣勢(shì)。

支持者認(rèn)為，鈉離子電池的這些劣勢(shì)在許多應(yīng)用場(chǎng)景中幾乎可以忽略，例如用于大型固定式電池系統(tǒng)，這些電池可在陽(yáng)光充足或風(fēng)力強(qiáng)勁時(shí)存儲(chǔ)能源，并在非工作時(shí)段將其反饋至電網(wǎng)。此外，研究人員還在致力于開發(fā)更輕便的鈉離子電池，未來(lái)有望應(yīng)用于電動(dòng)汽車。

這一技術(shù)突破或?qū)?lái)更安全、更經(jīng)濟(jì)的電動(dòng)汽車電池，并在更廣泛的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行，包括在寒冷天氣中也能保持穩(wěn)定續(xù)航里程，從而解決當(dāng)前鋰離子電池的不足。

阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室能源存儲(chǔ)研究主任兼鈉離子電池聯(lián)盟負(fù)責(zé)人溫克特·斯里尼瓦森（Venkat Srinivasan）指出，美國(guó)應(yīng)從國(guó)家安全的角度優(yōu)先發(fā)展鈉離子電池技術(shù)。目前，鋰離子電池的全球供應(yīng)鏈幾乎完全依賴中國(guó)，而中國(guó)不僅是關(guān)鍵礦物的主要精煉國(guó)，也是電池成品的最大制造國(guó)。

這一威脅并非危言聳聽。中國(guó)多次限制電動(dòng)汽車和可再生能源關(guān)鍵部件所需礦物的出口。最近，中國(guó)對(duì)稀土元素出口實(shí)施禁令，并加強(qiáng)了對(duì)鋰離子電池核心材料石墨的出口管控。

隨著全球?qū)﹄姵氐囊蕾嚾找婕由?，中?guó)在這一領(lǐng)域獲得的主導(dǎo)地位已令上世紀(jì)70年代初的石油輸出國(guó)組織（OPEC）相形見絀。此前，美國(guó)已兩度在電池技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中失去領(lǐng)先地位，讓中國(guó)后來(lái)居上：一次是在鋰離子電池技術(shù)的初步突破上，另一次則是在其成本優(yōu)化后，鋰離子電池迅速成為全球電動(dòng)汽車領(lǐng)域的主導(dǎo)技術(shù)。

總部位于丹佛的儲(chǔ)能初創(chuàng)公司Peak Energy首席執(zhí)行官蘭登·莫斯伯格（Landon Mossburg）指出，如果美國(guó)能夠迅速采取行動(dòng)，有望建立自主的電池能源體系，擺脫對(duì)中國(guó)的依賴。他的公司正致力于將鈉離子電池引入美國(guó)的電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)，并計(jì)劃在2025年為公用事業(yè)公司和獨(dú)立電力供應(yīng)商建造一系列小型試點(diǎn)裝置。

美國(guó)擁有豐富的天然碳酸鈉（也稱純堿）儲(chǔ)量，這是鈉離子電池的主要原料。雖然純堿可以通過(guò)合成獲得，但直接開采更加經(jīng)濟(jì)。據(jù)斯里尼瓦森介紹，美國(guó)每年開采的純堿約有一半用于玻璃生產(chǎn)，包括家庭窗戶和啤酒瓶等。

然而，目前中國(guó)是唯一能夠大規(guī)模生產(chǎn)鈉離子電池的國(guó)家。莫斯伯格的公司正在與一家中國(guó)合作伙伴（未透露身份）合作，采購(gòu)鈉離子電池并試圖學(xué)習(xí)其制造技術(shù)。這一過(guò)程類似于過(guò)去美國(guó)公司在中國(guó)建廠時(shí)需進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓的情況，只是角色已然逆轉(zhuǎn)。如今，中國(guó)在技術(shù)上處于領(lǐng)先，美國(guó)則試圖從中學(xué)習(xí)。

在舊金山灣區(qū)的Peak Energy工廠，數(shù)十名工程師正在研發(fā)如何將從中國(guó)采購(gòu)的電池加工成大型集裝箱電池組件，用以替代公用事業(yè)公司目前使用的鋰離子電池陣列。莫斯伯格表示，公司的最終目標(biāo)是在美國(guó)建立一家鈉離子電池生產(chǎn)工廠，但這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)可能需要數(shù)年時(shí)間。

與此同時(shí)，斯里尼瓦森領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)聯(lián)盟正著手改進(jìn)現(xiàn)有的鈉離子電池技術(shù)。最終目標(biāo)是研發(fā)出能量密度可媲美當(dāng)前低成本電動(dòng)汽車電池標(biāo)準(zhǔn)（即磷酸鐵鋰，LFP）的鈉離子電池組。LFP電池目前廣泛應(yīng)用于特斯拉Model 3、福特F-150閃電、野馬Mach-E等基礎(chǔ)車型，以及許多中國(guó)品牌車型。

然而，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)仍需克服諸多技術(shù)難題。斯里尼瓦森指出，其中之一是如何優(yōu)化鈉離子電池的化學(xué)成分以剔除鎳，這種關(guān)鍵礦物幾乎完全由中國(guó)控制。另一大挑戰(zhàn)是如何在有限空間內(nèi)增加電池容量，從而提升鈉離子電池的競(jìng)爭(zhēng)力，使其與鋰離子電池相抗衡。

鈉離子電池最終能否成為鋰離子電池在汽車領(lǐng)域可行的替代品，還取決于其他相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步。Lucid Motors首席執(zhí)行官彼得·羅林森（Peter Rawlinson）表示，隨著汽車技術(shù)的不斷演進(jìn)，未來(lái)搭載更小電池組的電動(dòng)車可能達(dá)到與當(dāng)前大電池組車型相同的續(xù)航里程。

莫斯伯格認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，不僅需要科學(xué)研究，還需要政策支持。例如，如果美國(guó)對(duì)進(jìn)口中國(guó)商品實(shí)施廣泛關(guān)稅，Peak Energy可能會(huì)受到影響，除非鈉離子電池能獲得明確的關(guān)稅豁免。盡管外界擔(dān)憂下一屆政府的政策可能阻礙美國(guó)下一代能源技術(shù)的發(fā)展，莫斯伯格仍保持樂觀。

他說(shuō)：“在與下屆政府的交流中，我們了解到，兩黨對(duì)能源安全等同于國(guó)家安全的看法基本一致。無(wú)論是通過(guò)《通貨膨脹削減法案》，還是關(guān)稅策略，目標(biāo)都是為美國(guó)的新興企業(yè)提供成長(zhǎng)空間，使其能夠發(fā)展成為具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)?！?/p>