鋰是目前電池世界的統(tǒng)治者，是手機(jī)、電動(dòng)汽車和電網(wǎng)儲(chǔ)存能量的電池的關(guān)鍵成分。

（來(lái)源：IMAGINECHINA VIA AP IMAGES）

但隨著對(duì)電池供應(yīng)鏈的擔(dān)憂日益加劇，科學(xué)家們正在尋找減少電池技術(shù)中最昂貴、最不容易獲得的成分的方法。目前已經(jīng)有一些方法可以減少對(duì)某些元素的需求，比如鈷和鎳，但幾乎沒(méi)有辦法取代鋰。

不過(guò)，在過(guò)去的幾個(gè)月里，中國(guó)的電池公司和汽車制造商紛紛宣布進(jìn)軍一種新的電池化學(xué)技術(shù)，用鈉取代鋰。如果這項(xiàng)技術(shù)能夠達(dá)到這些公司的高期望，這些新的鈉離子電池將有助于降低固定儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車的成本。

2023 年 3 月，總部位于中國(guó)的汽車制造商江淮汽車（JAC Motors）發(fā)布了一款黃綠色汽車的照片，并稱這是世界上首款使用鈉離子電池制造的汽車。這款緊湊型汽車配備了由漢能電池制造的 25 千瓦時(shí)電池，一份新聞稿稱該車的續(xù)航里程可達(dá) 250 公里。今年 4 月，中國(guó)最大的電動(dòng)汽車電池制造商寧德時(shí)代（CATL）宣布，它已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種鈉離子電池，計(jì)劃在汽車制造商奇瑞生產(chǎn)的一款汽車上推出。上述四家公司均未回應(yīng)置評(píng)請(qǐng)求。

鈉基電池并不新鮮，但技術(shù)上的缺陷使其無(wú)法與鋰電池競(jìng)爭(zhēng)。芝加哥大學(xué)和阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的電池研究員孟穎（Shirley Meng）說(shuō)，鈉離子電池通常損耗很快，而且它們的能量密度仍然低于鋰離子電池。

這意味著為了存儲(chǔ)相同程度的能量，鈉基電池需要比同等的鋰基電池更大更重。對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，這意味著相同尺寸的電池續(xù)航里程更短。

在某些情況下，更重、更便宜的電池可能更可取，比如中國(guó)常見(jiàn)的小型、低端電動(dòng)汽車。江汽宣布的續(xù)航里程與中國(guó)最受歡迎的電動(dòng)汽車之一五菱弘光 Mini 相當(dāng)，后者的長(zhǎng)續(xù)航版本一次充電可行駛 280 公里。

鈉離子電池比較容易占領(lǐng)的市場(chǎng)可能是固定存儲(chǔ)設(shè)備，比如那些用于為家庭、企業(yè)或電網(wǎng)提供備用電源的裝置。一些公司，如美國(guó)的 Natron 正在開(kāi)發(fā)專門用于固定儲(chǔ)存應(yīng)用的化學(xué)物質(zhì)，因?yàn)樵谶@個(gè)領(lǐng)域，尺寸和重量不像在電動(dòng)汽車中那么重要。

孟穎說(shuō)，鈉離子電池已經(jīng)發(fā)展了半個(gè)多世紀(jì)，它們的性能一直在不斷提高，在過(guò)去的十年里增長(zhǎng)尤其迅猛。電池研究人員已經(jīng)解決了與壽命有關(guān)的早期問(wèn)題，部分原因是他們找到了更兼容的電解質(zhì)（電池中幫助傳遞電荷的液體），作為鈉離子電池的電極材料。研究人員還開(kāi)發(fā)了更好的電極材料來(lái)提高電池的能量密度。

但鈉離子電池突然流行的真正原因是，鋰礦和加工設(shè)施很快就難以滿足電動(dòng)汽車電池暴漲的需求了。

世界上電動(dòng)汽車或可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施所需的任何材料都不會(huì)很快耗盡。估算的儲(chǔ)量表明，地殼中有足夠的鋰供數(shù)十億輛電動(dòng)汽車使用。但事實(shí)證明，增加從地下提取鋰和其他材料并將其加工成電池的基礎(chǔ)設(shè)施是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。在世界上的大多數(shù)地方，建造一座新礦可能要花上十年以上的時(shí)間。

由于人們對(duì)電動(dòng)汽車的興趣日益濃厚，鋰的需求急劇上升，到 2022 年，電動(dòng)汽車約占全球汽車銷量的 13%。更高的需求導(dǎo)致價(jià)格飆升：碳酸鋰（一種用于電池的材料）的價(jià)格在 2021 年 11 月至 2022 年 11 月期間大約上漲了兩倍，隨后終于開(kāi)始回落。

孟穎說(shuō)，鋰價(jià)格的波動(dòng)和穩(wěn)步增長(zhǎng)的需求為其他化學(xué)物質(zhì)打開(kāi)了大門。她補(bǔ)充說(shuō)：“我認(rèn)為鈉被認(rèn)為是緩解這種壓力的良好替代品。”與鋰不同的是，鈉可以從一種豐富的物質(zhì)中產(chǎn)生：鹽。由于鈉離子電池的原材料價(jià)格便宜，而且隨處可見(jiàn)，如果更多的公司開(kāi)始生產(chǎn)更多的鈉離子電池，鈉離子電池就有可能比鋰離子電池便宜得多。

但是，如果市場(chǎng)環(huán)境為鋰替代品打開(kāi)了大門，它們也可以輕易地關(guān)上它。鈉離子電池的命運(yùn)很可能“與鋰的成本直接相關(guān)”，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)電池研究員、鈉離子電池公司 Aquion 的前創(chuàng)始人杰伊·惠特克（Jay Whitacre）說(shuō)。

如果鈉離子電池進(jìn)入市場(chǎng)是因?yàn)槌杀竞筒牧系目捎眯裕敲翠噧r(jià)格的下降可能會(huì)讓它們陷入困境。惠特克說(shuō)，制造新電池并大規(guī)模生產(chǎn)已經(jīng)夠難的了，還要追上日益進(jìn)步的鋰電池技術(shù)就更難了，尤其是因?yàn)殇囯x子電池正越來(lái)越便宜。

最早可能在 2023 年年底，鈉就可能最終用于中國(guó)的電動(dòng)汽車電池，但這項(xiàng)技術(shù)可能不會(huì)取代鋰。相反，電池領(lǐng)域可能會(huì)繼續(xù)拓展和多樣化，各家公司將針對(duì)不同情況開(kāi)發(fā)更多的電池選擇。正如惠特克所說(shuō)，電池市場(chǎng)存在“角落和縫隙”，鈉離子電池可能很快就會(huì)找到自己的位置。