12月23日消息， 美國和中國正在圍繞鈉離子電池展開競爭。美媒稱這項新型電池技術(shù)有望打破中國對關(guān)鍵電池制造材料的壟斷，尤其是在全球貿(mào)易局勢緊張和美國電力儲能需求持續(xù)增長的背景下。

與當(dāng)前廣泛應(yīng)用于手機、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。特別是對美國而言，這種資源優(yōu)勢尤為突出：中國需要通過化學(xué)方式合成純堿，而美國擁有全球92%的純堿儲備，生產(chǎn)成本低廉且供應(yīng)充足，因此被譽為“純堿領(lǐng)域的沙特阿拉伯”。

盡管美國此前兩次嘗試成為電池制造強國未能成功，此次，研究人員和企業(yè)家則對前景更為樂觀。部分原因在于，他們與兩黨政策制定者合作密切，后者推動了現(xiàn)任政府制定的一系列激勵措施，并預(yù)計未來的政策可能包括相關(guān)關(guān)稅，以進一步支持該領(lǐng)域的發(fā)展。

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

一個由六個國家實驗室和八所大學(xué)組成的研究聯(lián)盟，已從美國能源部獲得5000萬美元的撥款，用于推進鈉離子電池技術(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，例如更堅固、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。

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

這一技術(shù)突破或?qū)砀踩⒏?jīng)濟的電動汽車電池，并在更廣泛的溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)高效運行，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。

阿貢國家實驗室能源存儲研究主任兼鈉離子電池聯(lián)盟負責(zé)人溫克特·斯里尼瓦森（Venkat Srinivasan）指出，美國應(yīng)從國家安全的角度優(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，而中國不僅是關(guān)鍵礦物的主要精煉國，也是電池成品的最大制造國。

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

隨著全球?qū)﹄姵氐囊蕾嚾找婕由睿袊谶@一領(lǐng)域獲得的主導(dǎo)地位已令上世紀70年代初的石油輸出國組織（OPEC）相形見絀。此前，美國已兩度在電池技術(shù)競爭中失去領(lǐng)先地位，讓中國后來居上：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汽車領(lǐng)域的主導(dǎo)技術(shù)。

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

美國擁有豐富的天然碳酸鈉（也稱純堿）儲量，這是鈉離子電池的主要原料。雖然純堿可以通過合成獲得，但直接開采更加經(jīng)濟。據(jù)斯里尼瓦森介紹，美國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，目前中國是唯一能夠大規(guī)模生產(chǎn)鈉離子電池的國家。莫斯伯格的公司正在與一家中國合作伙伴（未透露身份）合作，采購鈉離子電池并試圖學(xué)習(xí)其制造技術(shù)。這一過程類似于過去美國公司在中國建廠時需進行技術(shù)轉(zhuǎn)讓的情況，只是角色已然逆轉(zhuǎn)。如今，中國在技術(shù)上處于領(lǐng)先，美國則試圖從中學(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)如何將從中國采購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，公司的最終目標是在美國建立一家鈉離子電池生產(chǎn)工廠，但這一目標的實現(xiàn)可能需要數(shù)年時間。

與此同時，斯里尼瓦森領(lǐng)導(dǎo)的一個國家實驗室和大學(xué)聯(lián)盟正著手改進現(xiàn)有的鈉離子電池技術(shù)。最終目標是研發(fā)出能量密度可媲美當(dāng)前低成本電動汽車電池標準（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，以及許多中國品牌車型。

然而，實現(xiàn)這一目標仍需克服諸多技術(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爭力，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，未來搭載更小電池組的電動車可能達到與當(dāng)前大電池組車型相同的續(xù)航里程。

莫斯伯格認為，要實現(xiàn)這一目標，不僅需要科學(xué)研究，還需要政策支持。例如，如果美國對進口中國商品實施廣泛關(guān)稅，Peak Energy可能會受到影響，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下一代能源技術(shù)的發(fā)展，莫斯伯格仍保持樂觀。

他說：“在與下屆政府的交流中，我們了解到，兩黨對能源安全等同于國家安全的看法基本一致。無論是通過《通貨膨脹削減法案》，還是關(guān)稅策略，目標都是為美國的新興企業(yè)提供成長空間，使其能夠發(fā)展成為具有全球競爭力的企業(yè)。”