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钠离子“盐”电池将彻底改变电动车和电网储能

Hacker News2026年7月7日 14:19

在一个贸易展上,CATL的钠离子电池展出。2023年2月5日,一辆黑色轿车在中国北方一条结冰的赛道上以每小时95公里的速度行驶时,轮胎爆掉,白色的气体在-32°C的空气中冒出。汽车在不向雪中翻滚的情况下滑行停下。这是为了展示即使在最恶劣的条件下,长安汽车的新型电动车系列也不受阻碍,其中包括首款量产的钠离子电池电动车。长安的Nevo AO6车型预计将在今年晚些时候上市,配备由能源存储巨头CATL制造的新一代更强大的钠离子电池。虽然大多数可充电电池是由锂制成的,锂是一种关键矿物,但这种电池是由盐制造的,盐是一种更加丰富的材料,因此更便宜。如果钠离子电池在价格更低的情况下几乎表现得一样好,它们可能会挑战锂的主导地位。这可能为其他类型的电池铺平道路,使得未来每种类型的设备都有其首选的电池化学成分。“这只是电池革命的开始,我们将看到大量新电池涌向市场,针对特殊细分市场,”伦敦玛丽女王大学的玛利亚·克雷斯波-里巴德内拉(Maria Crespo-Ribadeneyra)说。“钠是可以证明超越锂的世界是可能的先驱。”虽然钠离子电池的前身是在1966年由福特公司创造的,但公司们仅在过去15年间认真开发这一技术,因为电网和汽车的电气化推动了对锂离子电池的需求。其工作原理与锂离子电池相同,但是将钠而不是锂溶解在电解液中,且电极使用不同的化合物。但由于钠的重量是锂的三倍,具有相同存储容量的钠离子电池重量更重。人们长期以来认为它们的潜力仅限于电网储能,因为在大型设施中,额外的体积并无大碍,或适用于电池续航较小的微型电动车。中国、德国和美国已经建造了一些钠离子电网储存电站。美国最大的汽车制造商通用汽车刚与初创公司Peak Energy合作,计划建设更多钠离子电网储存设施。Peak Energy还向数据中心销售钠离子电池,这些数据中心可以在电价便宜的时段使用它们储存电力。英国的公司Eleven Energy也开始安装钠离子家庭电池。现在,钠离子电池的规格提高到可以突破一般电动车市场的程度。德国亚琛大学的莫里茨·舒特(Moritz Schütte)及其同事进行的一项最新研究发现,制造商Hina的一款钠离子电池在大多数参数上与特斯拉的锂离子电池不相上下,尽管它仍然要重三分之一。但CATL声称其钠离子电池的能量密度为每千克175瓦时,能够与特斯拉等低成本模型中的磷酸铁锂电池竞争。尽管钠离子电池在价格上尚未完全超越锂电池,但舒特表示,随着其扩展,这种情况可能会发生。“钠离子电池的快速增长意味着生产成本越来越低。每一代材料都在变得更先进。我们不知道最终会达到什么能量密度。”钠还具有其他优势。锂的处理过程能耗高,碳足迹较大。中国控制着大部分这一行业,地缘政治冲突(如台湾问题)时可能会导致供应中断。此外,在零下温度下,锂离子在电解液中运动得更慢,这就是为什么手机在寒冷天气中会失去电量的原因。在高温下,锂电解液可能会引发火灾或爆炸。但钠离子在电化学反应中产生的热量较少,从而降低了火灾风险,因此在冷却方面可以支出更少的费用。它们与电解液形成的化学键较弱,因此在寒冷中不会减慢得太多。在寒冷的中国北方的发布会上,CATL表示其钠离子电动汽车电池在-40°C(-40°F)时保持90%容量。当电池被锯成两半时,它没有起火,甚至继续为一盏灯泡供电。参加发布会的上海电动车视频博主艾略特·理查兹(Elliot Richards)称钠离子电池是“锂的终结者”。他表示,尽管高端汽车可能会继续使用锂,但钠可能主导预算电动车、适用于冷热气候的车型、货运卡车及电网和家庭能源储存。“我们都低估了这对每个人日常生活的影响,”他说。“拥有电动车将比燃油车便宜得多;将电池引入家庭的成本将便宜得多;能源供应商向您家供电的成本将便宜得多。”

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