GM支持美国电网储能用钠离子电池

# 通用汽车支持钠离子电池用于美国电网储能 来源：https://spectrum.ieee.org/sodium-ion-battery-peak-energy 尽管钠离子电池在美国的发展遭遇挫折，但初创公司Peak Energy表示，它能够最终实现在电网储能领域应用这项技术的雄心壮志。 去年，当美国初创公司Natron Energy和Bedrock Materials关闭钠离子电池业务时，它们加入了十几家失败的西方电池公司的可耻名单。 总部位于中国且为全球最大电池公司的CATL（宁德时代），在4月投下重磅炸弹，宣布将向电网储能提供商HyperStrong供应60吉瓦时的钠离子电芯。这是历史上最大的钠离子电池订单，表明中国正在像前几年在磷酸铁锂领域一样，朝着主导又一种有前景的化学体系迈进。 总部位于科罗拉多州的Peak Energy坚称，它可以在Natron等公司失败的领域取得成功。公司高管表示，其钠离子技术可以直接与目前主导电网储能的低成本磷酸铁锂电池竞争。与资金耗尽、投资者失去耐心的Natron不同，Peak Energy有一位巨头支持：通用汽车。与特斯拉和其他汽车制造商一样，通用汽车正在积极进军电网储能领域，以便在电动汽车需求下滑后，保持庞大的电池工厂运转。 Peak Energy已与这家汽车制造商建立合作伙伴关系，最终在电网规模部署钠离子电池。7月，该公司宣布将在萨克拉门托附近建造一座耗资7100万美元、面积17000平方米的工厂，年产能为4吉瓦时的钠离子电池，足以为400万户家庭供电。 ## 钠离子电池 vs 磷酸铁锂电池 与其他钠基设计一样，Peak Energy的电芯在能量密度上还无法与磷酸铁锂电池匹敌。Peak Energy和通用汽车（与Peak共同开发和制造电池）的高管坦率承认，目前它们在单个电芯的成本上无法与当前的磷酸铁锂价格竞争。 然而，Peak Energy表示，与磷酸铁锂储能系统相比，其被动冷却储能系统在整个生命周期内仍将为运营商节省20%的成本。Peak Energy联合创始人兼首席商务官Cameron Dales表示，该公司的GS1.1系统可储能20年，约20000次循环，仍能保持80%的容量。而对于磷酸铁锂，一个基本的耐久性基准是，8000次循环后容量为70%。 Peak Energy的案例得益于蓬勃发展的储能市场，为人工智能数据中心提供备用电源，并储存多余的太阳能和风能。波动的锂价促使主要参与者寻找稳定的替代品。 Dales表示，现有的磷酸铁锂电池最初是为电动汽车设计的，当时电芯成本和能量密度对续航里程和可负担性至关重要。但公用事业公司和储能运营商关注的则是完全不同的指标。他们希望电池寿命最长、总成本最低，以最大化回报并证明巨额资本投资的合理性。 Dales说，该公司的技术优势在于其稳定的电芯，可以在大约两倍于磷酸铁锂典型工作温度（磷酸铁锂在室温或接近室温下性能最佳）下安全运行。 "你需要将磷酸铁锂电池保持在25°C左右，否则它会快速退化，"Dales说。 Peak Energy电芯的宽泛温度耐受性使其能够采用被动冷却系统，无需昂贵、易出问题的液体冷却回路或风扇、泵等运动部件。这使得模块化系统非常适合数据中心或偏远地区的电网支持，这些地方运营商会发现廉价土地充足、太阳能潜力高、自然灾害风险低。 "你不需要在沙漠中为冰箱供电20年来保持系统正常运行，"Dales说。 GS1.1系统将细长的棱柱形电芯堆叠成大约King-size床垫大小的模块。一个36模块系统可存储3.1兆瓦时。大型项目可能组合数十或数百个单元，产生足够的电力为一个小城市供电。 支持者指出，钠是地球上第六丰富的元素，大约比锂丰富1000倍。而且，与必须从遥远且充满环境或人权问题的地区获取的锂不同，世界上最大、最纯净的天然碱矿床位于怀俄明州的绿河流域。天然碱由碳酸钠、碳酸氢钠和水组成，为美国提供了90%的纯碱，而纯碱是电池级碳酸锂盐的基础。然而，分析师指出，虽然原材料可能丰富，但其加工受到中国主导。 "供应链往往被忽视，但这确实是一个巨大的问题，"Benchmark Mineral Intelligence电池研究分析师Varnika Agarwal说。 Agarwal表示，钠离子技术前景广阔。但需要很多条件都具备，钠离子才能在美国开辟出可行的利基市场。Benchmark预测，今年美国新增储能中钠离子电池占比不到1%，到2030年不到4%，全球范围内为5%。 目前，她指出，Peak Energy通过与中国供应商的合同购买其商业电芯，这些供应商既主导其原材料的加工——无论这些原材料多么廉价和丰富——也主导电芯生产。美国基本上刚刚起步，Peak Energy的加州工厂计划于2027年投产。 ## 钠离子电池中的NFPP正极 Natron依赖的是风险极高的"普鲁士蓝"电极，这是一种蓝色颜料形式，像海绵一样吸收和释放钠离子。而Peak的电池则采用钠铁焦磷酸盐正极，其在化学和结构上与磷酸铁锂电池中的磷酸铁锂相似，以卓越的安全性和长循环寿命而闻名。 NFPP正迅速成为行业标准。CATL也已经将NFPP作为其核心化学体系。这有助于使Peak Energy的电芯在很大程度上实现"即插即用"，能够在现有的电池工厂（如通用汽车的工厂）生产——这对市场可行性来说是一个巨大优势。 特斯拉前电池专家、全球公认的电池专家Kurt Kelty，现任通用汽车电池和可持续发展副总裁。Kelty表示，通用汽车支持Peak Energy有几个原因，包括他熟悉并尊重该公司的前特斯拉高管。 三位男士站在仓库入口处。中间的人拿着一个棱柱形电芯电池。Peak Energy高管[从左到右] Landon Mossburg、Kurt Kelty和Cameron Dales展示公司的一块棱柱形电芯电池。Lucas Breuer/Peak Energy 通用汽车一直在其位于底特律郊区的Wallace电池电芯创新中心测试Peak Energy的电芯，规格为170和190安时，测试地点与通用汽车开发其专有的富锂锰基电池化学体系的实验室相同。Kelty表示，在全系列全球生产商的竞争电芯中，电池寿命在高温测试中"急剧下降"。但Peak Energy的电池能够承受高达55°C的极端测试，对其寿命的影响明显很小。 "这种电芯在所有方面都表现出色，"Kelty说。"我们可以在没有冷却系统的情况下实现20年的寿命，这就是关键。" 这些电池的往返效率为96%，比磷酸铁锂显著高出2到3个百分点。（"往返效率"指电池放电能量相对于充电所用能量的比例。） Kelty补充说，消除主动冷却可以实现近乎静音的系统，可用于公共建筑。此外，它省去了可能成为泄漏和维护隐患的管道系统。 "它还减少了寄生功率损耗，因为你不需要用电力来冷却系统，"Kelty说。 Peak和通用汽车的高管相信，基于与中国正极供应商的讨论，到2028年左右，钠离子电芯本身将与磷酸铁锂达到价格平价。他们表示，钠离子刚刚进入成本急剧下降的阶段，而磷酸铁锂的成本节省在过去20年里已基本实现。 ## Peak Energy的钠离子电池项目 3月，Peak Energy宣布将与RWE Americas合作，在密尔沃基附近再建一个试点系统。这将成为中大陆独立系统运营商首次使用钠离子备用电源，该区域电网运营商服务于15个中部州和加拿大的马尼托巴省。 Peak Energy还计划在2030年前开始向独立储能开发商Jupiter Power供应高达4.75吉瓦时的电池。这笔价值高达5亿美元的协议，包括初始720兆瓦时的储能，其中部分位于德克萨斯州，这是迄今为止美国宣布的最大单笔钠离子电池部署。 问Dales关于电池化学体系的赢家和输家，他会告诉你这问错了。在一个充满飞机、火车、手机、无人机和各种设备的世界上，用一种"超级电池"来统治所有一切是毫无意义的。 "钠离子只是锂的一种姊妹技术，"他说。"但它不是追求更高的能量密度，而是向更低的能量密度发展，你为此付出的代价是更好的稳定性、安全性和更低的成本。" *本文于2026年7月23日更新，修正了Peak位于加州工厂的时间线。该工厂计划于2027年投产，而非最初所述的2028年。*