3 月 25 日，The Information 發(fā)文，為削減成本并降低對中國供應(yīng)鏈的依賴，西方初創(chuàng)企業(yè)一直致力于研發(fā)，用廉價且儲量豐富的鈉替代鋰作為電池的原料。然而，鋰離子電池價格持續(xù)下降，徹底扭轉(zhuǎn)了局面，使得目前放棄使用鈉更為劃算。
中國生產(chǎn)的電池
過去兩年間，中國市場上用于電動汽車的磷酸鐵鋰電池價格暴跌 70%，從 2023 年的每千瓦時 155 美元降至約 45 美元。這大致僅為當(dāng)前鈉離子電池平均每千瓦時 87 美元價格的一半。
今年 1 月發(fā)表于《Nature Energy》的一篇論文中，斯坦福大學(xué)的研究人員預(yù)測，磷酸鐵鋰電池很可能在 21 世紀(jì) 30 年代中期甚至更久以后，仍保持價格優(yōu)勢。
若他們的預(yù)測正確，磷酸鐵鋰電池的成本優(yōu)勢將延續(xù)中國對全球電池供應(yīng)鏈的掌控。部分分析師表示，這會使中國在西方汽車和國防工業(yè)領(lǐng)域擁有極大影響力，因為全球幾乎所有的磷酸鐵鋰電池都由中國企業(yè)生產(chǎn)。
電池金屬研究公司 CRU 集團的電池材料主管山姆?阿德姆表示，即便鈉離子電池成本低于磷酸鐵鋰電池，現(xiàn)有技術(shù)仍可能占據(jù)主導(dǎo)地位。他在接受采訪時稱：“即便鈉離子電池適用于某些應(yīng)用場景，但既然已經(jīng)有價格極低且大規(guī)模生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池，真的有必要投資全新的供應(yīng)鏈嗎？”
大約在 2021 年，隨著對鋰需求的不斷增長以及對鋰長達(dá)十年短缺的擔(dān)憂，鋰價開始飆升，開發(fā)鈉離子電池以替代鋰離子電池的行動也隨之展開。從 2021 年初至 2022 年 11 月，中國鋰現(xiàn)貨價格上漲近 13 倍。
在此之前，電池和汽車制造商一直未將鈉視作電池材料，因為鈉的能量密度遠(yuǎn)低于鋰，會縮短電動汽車的續(xù)航里程，且在電池充放電過程中易出現(xiàn)性能衰減。但包括寧德時代在內(nèi)的中國企業(yè)仍投身于鈉離子電池的研發(fā)，原因在于鈉在地殼中的含量是鋰的 1000 倍，幾乎隨處可見。基于這一考量，鈉有望緩解鋰供應(yīng)的緊張局面，進(jìn)而降低電動汽車的成本。
一年多前，中國汽車制造商推出了由鈉離子電池驅(qū)動的小型城市汽車，這讓西方同行大為驚訝。他們宣稱已成功提升了鈉離子電池化學(xué)體系的能量密度，使其可應(yīng)用于包括電動汽車在內(nèi)的商業(yè)產(chǎn)品中。
這促使了一批獲得風(fēng)險投資的美國鈉離子電池企業(yè)涌現(xiàn)，如 Bedrock Materials、Peak Energy、Standard Potential 和 Unigrid。所有這些初創(chuàng)企業(yè)的目標(biāo)都是在固定儲能領(lǐng)域中，以價格優(yōu)勢擊敗磷酸鐵鋰電池。
然而，斯坦福大學(xué)博士生 Adrian Yao 表示，電動汽車中使用的鈉離子電池比磷酸鐵鋰電池更昂貴，該行業(yè)在降低成本方面仍有大量工作要做。他指出，由于鈉的能量密度較低，同時磷酸鐵鋰電池成本持續(xù)下降，鈉雖然儲量豐富，但并不意味著其制成的電池價格就更低。
Adrian Yao 在接受采訪時稱：“我們認(rèn)為，有必要避免又一次資金盲目涌入錯誤領(lǐng)域的熱潮，轉(zhuǎn)而聚焦真正值得投資的項目。”
在進(jìn)入斯坦福大學(xué)材料科學(xué)博士項目之前，Adrian Yao 是總部位于印第安納州的陽極材料初創(chuàng)企業(yè) EnPower 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官。他表示：“目標(biāo)是從過去作為電池創(chuàng)業(yè)者的經(jīng)歷中汲取經(jīng)驗，同時清楚地認(rèn)識到行業(yè)中存在許多不實的炒作。”
在論文中，Adrian Yao 與斯坦福大學(xué)的兩位導(dǎo)師 —— 環(huán)境科學(xué)教授薩莉?本森和材料科學(xué)教授威廉?丘指出，他們模擬了 6000 多種場景，涵蓋了鈉及其他金屬和礦物價格可能出現(xiàn)的漲跌以及其他潛在的市場因素。他們得出結(jié)論，鈉離子電池要擊敗磷酸鐵鋰電池，僅有三條途徑：大幅提高鈉離子電池的能量密度；不聚焦于電池單體，而是關(guān)注整個電池系統(tǒng)，使鈉離子電池在系統(tǒng)層面具備優(yōu)勢；或者強調(diào)鈉離子電池的性能優(yōu)勢，忽略成本因素。
位于加利福尼亞州圣克拉拉的鈉離子電池開發(fā)商 Natron Energy，正是依靠第三條策略 —— 性能優(yōu)勢贏得了市場。Natron 公司將其電池銷售給人工智能數(shù)據(jù)中心。該公司的鈉離子電池電極由普魯士藍(lán)制成，普魯士藍(lán)是一種最初用作顏料的結(jié)晶物質(zhì)，這種電池能夠在兩分鐘內(nèi)釋放大量能量，然后快速充電。其釋放的能量是磷酸鐵鋰電池的五倍，這使得人工智能數(shù)據(jù)中心能夠讓昂貴的芯片每秒處理更多運算任務(wù)。
Peak Energy 的聯(lián)合創(chuàng)始人卡梅隆?戴爾斯表示，Peak 公司從一家中國供應(yīng)商處采購鈉離子電池。盡管這些電池價格高于磷酸鐵鋰電池，但 Peak 公司的供應(yīng)商預(yù)計，隨著鈉離子技術(shù)的改進(jìn)以及鋰價上漲，到 2027 年鈉離子電池價格將低于磷酸鐵鋰電池。他還稱，無論如何，Peak 公司的策略是未來在美國自行生產(chǎn)電池單體，并在電池組層面與磷酸鐵鋰電池展開競爭。
電池制造商已經(jīng)證明，通過優(yōu)化電池組設(shè)計，如去除不必要的填充材料，能夠提高能量密度并降低成本。Bedrock Materials 公司一直在努力提高鈉離子電池單體的能量密度，這正是 Adrian Yao 所建議的第二條途徑。CRU 集團的阿德姆表示，像寧德時代這樣的中國電池制造商已經(jīng)提高了鈉離子電池的能量密度，但增速不及磷酸鐵鋰電池。
電池金屬研究公司 SC Insights 的董事總經(jīng)理安德魯?萊蘭稱，鈉離子電池挑戰(zhàn)磷酸鐵鋰電池還有第四條途徑：如果鋰價再次飆升，電池制造商將再次尋求替代方案，而鈉離子電池或許是首選。
但目前，Bedrock 公司的首席執(zhí)行官斯賓塞?戈爾表示，即便中國鈉離子電池制造商將價格降至磷酸鐵鋰電池以下，西方企業(yè)也需要很長的時間才能達(dá)到相同技術(shù)水平。
他指出：“鈉離子電池的希望在于第二代材料技術(shù)。”
