美媒：美国押注钠离子电池，想摆脱对中国依赖

12月23日消息， 美国和中国正在围绕钠离子电池展开竞争。美媒称这项新型电池技术有望打破中国对关键电池制造材料的垄断，尤其是在全球贸易局势紧张和美国电力储能需求持续增长的背景下。
与当前广泛应用于手机、电网等设备中的锂离子电池不同，这种新技术依赖于纯碱，它可以从食盐中提取。相比锂，钠的资源更丰富且分布广泛。特别是对美国而言，这种资源优势尤为突出：中国需要通过化学方式合成纯碱，而美国拥有全球92%的纯碱储备，生产成本低廉且供应充足，因此被誉为“纯碱领域的沙特阿拉伯”。
尽管美国此前两次尝试成为电池制造强国未能成功，此次，研究人员和企业家则对前景更为乐观。部分原因在于，他们与两党政策制定者合作密切，后者推动了现任政府制定的一系列激励措施，并预计未来的政策可能包括相关关税，以进一步支持该领域的发展。
随着汽车电动化转型，以及电池储能在保障美国电网稳定性中发挥着不可或缺的作用，美国确保未来电池供应的任务显得尤为迫切。能源存储领域的专家指出，这项新技术为美国提供了解决电池问题的第三次机会，这可能是最后一次机会。
一个由六个国家实验室和八所大学组成的研究联盟，已从美国能源部获得5000万美元的拨款，用于推进钠离子电池技术的发展。相比锂离子电池，钠离子电池展现了诸多优势，例如更坚固、更安全。然而，由于钠的物理化学特性，这种电池目前在体积和重量上存在一定劣势。
支持者认为，钠离子电池的这些劣势在许多应用场景中几乎可以忽略，例如用于大型固定式电池系统，这些电池可在阳光充足或风力强劲时存储能源，并在非工作时段将其反馈至电网。此外，研究人员还在致力于开发更轻便的钠离子电池，未来有望应用于电动汽车。
这一技术突破或将带来更安全、更经济的电动汽车电池，并在更广泛的温度范围内实现高效运行，包括在寒冷天气中也能保持稳定续航里程，从而解决当前锂离子电池的不足。
阿贡国家实验室能源存储研究主任兼钠离子电池联盟负责人温克特·斯里尼瓦森（Venkat Srinivasan）指出，美国应从国家安全的角度优先发展钠离子电池技术。目前，锂离子电池的全球供应链几乎完全依赖中国，而中国不仅是关键矿物的主要精炼国，也是电池成品的最大制造国。
这一威胁并非危言耸听。中国多次限制电动汽车和可再生能源关键部件所需矿物的出口。最近，中国对稀土元素出口实施禁令，并加强了对锂离子电池核心材料石墨的出口管控。
随着全球对电池的依赖日益加深，中国在这一领域获得的主导地位已令上世纪70年代初的石油输出国组织（OPEC）相形见绌。此前，美国已两度在电池技术竞争中失去领先地位，让中国后来居上：一次是在锂离子电池技术的初步突破上，另一次则是在其成本优化后，锂离子电池迅速成为全球电动汽车领域的主导技术。
总部位于丹佛的储能初创公司Peak Energy首席执行官兰登·莫斯伯格（Landon Mossburg）指出，如果美国能够迅速采取行动，有望建立自主的电池能源体系，摆脱对中国的依赖。他的公司正致力于将钠离子电池引入美国的电网储能系统，并计划在2025年为公用事业公司和独立电力供应商建造一系列小型试点装置。
美国拥有丰富的天然碳酸钠（也称纯碱）储量，这是钠离子电池的主要原料。虽然纯碱可以通过合成获得，但直接开采更加经济。据斯里尼瓦森介绍，美国每年开采的纯碱约有一半用于玻璃生产，包括家庭窗户和啤酒瓶等。
然而，目前中国是唯一能够大规模生产钠离子电池的国家。莫斯伯格的公司正在与一家中国合作伙伴（未透露身份）合作，采购钠离子电池并试图学习其制造技术。这一过程类似于过去美国公司在中国建厂时需进行技术转让的情况，只是角色已然逆转。如今，中国在技术上处于领先，美国则试图从中学习。
在旧金山湾区的Peak Energy工厂，数十名工程师正在研发如何将从中国采购的电池加工成大型集装箱电池组件，用以替代公用事业公司目前使用的锂离子电池阵列。莫斯伯格表示，公司的最终目标是在美国建立一家钠离子电池生产工厂，但这一目标的实现可能需要数年时间。
与此同时，斯里尼瓦森领导的一个国家实验室和大学联盟正着手改进现有的钠离子电池技术。最终目标是研发出能量密度可媲美当前低成本电动汽车电池标准（即磷酸铁锂，LFP）的钠离子电池组。LFP电池目前广泛应用于特斯拉Model 3、福特F-150闪电、野马Mach-E等基础车型，以及许多中国品牌车型。
然而，实现这一目标仍需克服诸多技术难题。斯里尼瓦森指出，其中之一是如何优化钠离子电池的化学成分以剔除镍，这种关键矿物几乎完全由中国控制。另一大挑战是如何在有限空间内增加电池容量，从而提升钠离子电池的竞争力，使其与锂离子电池相抗衡。
钠离子电池最终能否成为锂离子电池在汽车领域可行的替代品，还取决于其他相关技术的进步。Lucid Motors首席执行官彼得·罗林森（Peter Rawlinson）表示，随着汽车技术的不断演进，未来搭载更小电池组的电动车可能达到与当前大电池组车型相同的续航里程。
莫斯伯格认为，要实现这一目标，不仅需要科学研究，还需要政策支持。例如，如果美国对进口中国商品实施广泛关税，Peak Energy可能会受到影响，除非钠离子电池能获得明确的关税豁免。尽管外界担忧下一届政府的政策可能阻碍美国下一代能源技术的发展，莫斯伯格仍保持乐观。
他说：“在与下届政府的交流中，我们了解到，两党对能源安全等同于国家安全的看法基本一致。无论是通过《通货膨胀削减法案》，还是关税策略，目标都是为美国的新兴企业提供成长空间，使其能够发展成为具有全球竞争力的企业。”（小小）