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。

與當前廣泛應用于手機、電網(wǎng)等設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)成本低廉且供應充足，因此被譽為“純堿領域的沙特阿拉伯”。

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，并預計未來的政策可能包括相關(guān)關(guān)稅，以進一步支持該領域的發(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的任務顯得尤為迫切。能源存儲領域的專家指出，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)盟負責人溫克特·斯里尼瓦森（Venkat Srinivasan）指出，美國應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?，中國在這一領域獲得的主導地位已令上世紀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域的主導技術(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習其制造技術(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)上處于領先，美國則試圖從中學習。

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，斯里尼瓦森領導的一個國家實驗室和大學聯(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電池目前廣泛應用于特斯拉Model 3、福特F-150閃電、野馬Mach-E等基礎車型，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)。”