鈉離子電池作為鋰電池的更便宜替代品浮出水面 - 彭博社

照片：Shutterstock插圖：Baptiste Virot 為彭博商業週刊一種賦予 著名 日本版畫 神奈川衝浪裏 鮮豔藍色的材料，如今被用於一個完全不同但同樣富有創意的任務：讓美國的數據中心保持運行。

普魯士藍，這種在18世紀初由柏林的色彩製造商開發的顏料，是用鈉而非鋰製造的電池的關鍵成分，這些電池旨在用於電動車以外的行業。

彭博商業週刊我們最期待在這個秋天看到的五個博物館展覽如何處理學校裏的手機外科醫生從我頭上切除了一個巨大的腫瘤。有沒有更好的方法？奢侈品牌正在接受“奧澤匹克”外套作為秋季主打“它作為顏料、染料使用了幾個世紀，”位於加利福尼亞州聖克拉拉的電池製造商 Natron Energy Inc. 的首席執行官Colin Wessells説。“它也被證明在儲存鈉離子方面非常出色，”他説，這導致了一種具有高功率和長循環壽命的電池。

鋰離子電池在過去三十年中已變得 無處不在，用於智能手機和電動車輛——包括 特斯拉 和 大眾 的汽車，以及 比亞迪 的 公交車——並且用於 儲存可再生能源，來自太陽能或風能發電廠。儘管如此，它們並不是所有潛在應用的最佳選擇，因為它們優先考慮能量密度，這有助於汽車行駛更遠，而不是耐用性或穩定性。這為替代技術滿足全球日益增長的電池需求留下了空間。

“鋰離子電池並不是一種適合所有的解決方案，”波士頓的 伍德麥肯茲 的高級能源存儲分析師米塔莉·古普塔説。“不同的技術開始進入市場，並將開始獲得市場份額。”

使用 鋅、 釩 或 鈉 的鋰離子替代品在許多任務中表現出色，特別是公用事業用於捕獲可再生能源並在數小時後向消費者提供電力的固定存儲，或為電信塔和礦山等偏遠工業場所供電。根據 彭博新能源財經 的數據，該行業正處於快速增長的前景中，預計年安裝量將從去年的6吉瓦時上升到2030年的約155吉瓦時，這是彭博社在能源轉型方面的主要研究服務。

Natron，2012年從斯坦福大學分拆出來，已從包括石油和天然氣巨頭雪佛龍公司在內的投資者那裏籌集了約7000萬美元，並且本月獲得了1900萬美元的能源部資金。它的目標是為在停電時保持數據中心在線的備用電源系統銷售電池，並將在本季度開始向電信和互聯網服務提供商客户發貨，Wessells表示，他拒絕透露客户的名稱。該初創公司還在加州大學聖地亞哥分校的一個示範站點測試該技術在電動汽車充電中的應用。

普魯士藍粉末是通過將鐵鹽和六氰鐵酸鹽結合而成的——在最早的配方中，追溯到1720年代，涉及點燃和煮沸幹牛血和化學物質的混合物——為電池生產商提供了關鍵優勢。它便宜且廣泛可得，其特性也被很好地理解。最重要的是，它的化學結構非常適合電池電極，即存儲和釋放能量的組件。所有電極都像海綿一樣，Wessells説，吸收離子，然後在充電和放電時釋放它們。然而，普魯士藍允許離子比其他材料更容易地來回通過。這種特性使其電極比鋰離子電池的碳和金屬基電極更持久，後者隨着時間的推移會崩潰。

低成本的鈉離子電池充電速度快，通常在幾分鐘內完成，並能迅速提供短時間的能量釋放。這與鋰離子電池的優勢不同，後者因其在小體積中儲存大量能量的能力而受到重視。“我們的技術不適合電動汽車、電動飛機和消費電子產品，”韋塞爾斯説。

使用更豐富且更便宜的原材料也帶來了成本優勢。Natron以與現有鉛酸電池和鋰離子產品相似的價格向數據中心客户銷售電池系統，但它表示，由於電池的使用壽命，其技術在長期內的成本最終會便宜三倍。

“鈉是地球上第六豐富的元素，幾乎是無限的，並且是可持續的。你是收穫它——而不是像礦產那樣開採它，”來自英格蘭謝菲爾德的鈉離子電池開發商Faradion Ltd.的首席執行官詹姆斯·奎因説，該公司最近達成協議，向澳大利亞的住宅能源存儲市場供應電池，併為印度的商用車輛生產電池。

在鋰離子產品中，鎳和鈷等昂貴金屬的組合意味着原材料可以佔電池單元總成本的約60%，根據BNEF的説法。鈷的模糊供應鏈也繼續讓一些最終用户感到不安。儘管如此，自2010年以來，鋰離子電池的價格已下降近90%，因為製造量增加，技術不斷進步。即使競爭對手將它們擠出某些市場，它們仍將是主導的電池技術。

但是隨着電池被添加到一系列產品中——甚至可能在衣物內部為冷卻系統供電——需求的加速將促使對更廣泛電池類型的需求，使用一系列原材料，卡內基梅隆大學機械工程副教授Venkat Viswanathan表示。“最終，基本上你接觸的每個設備裏面可能都會有一塊電池，”他説。“一旦達到那個規模，你就需要各種各樣的電池。”——與 Akshat Rathi 接下來閲讀： 特斯拉的電池日失望風險3200億美元的股票收益

在為他的第一輛家庭車購物時，31歲的上海居民袁試駕了來自 蔚來 和 小鵬 的純電動車，這些是中國受歡迎的電動車品牌。但他擔心電量耗盡以及在路上充電的麻煩。因此，他嘗試了一種新事物：增程電動車（EREV）。得益於車上一個小型內燃機，其唯一目的是自動為電池充電，它們的續航里程超過600英里，而典型的電動車續航為300英里。最終，EREV成為了完美的選擇，5月份他花了大約34,000美元購買了一輛理想汽車L6，這是一款五座的運動型多用途車，已成為中國最熱銷的車型之一。

彭博商業週刊我們最期待在這個秋天看到的五個博物館展覽如何在學校處理手機外科醫生從我頭上切除了一個巨大的腫瘤。有沒有更好的方法？奢侈品牌正在接受“奧澤匹克”外套作為秋季主打產品“我之前沒有考慮過購買EREV，”元説，他因擔心政府工作而只希望用名字來識別。“但我們不必擔心偶爾長途駕駛或充電端口排長隊的問題。”

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理想汽車 L6。來源：理想汽車增程電動車已成為中國汽車中增長最快的動力系統，中國是全球最大的純電動汽車市場。根據研究服務 彭博新能源財經（BNEF），EREV的銷量在過去一年中翻了一番，現在佔該國插電式混合動力汽車銷量的30%。它們將於明年抵達美國，當克萊斯勒母公司 斯特蘭蒂斯 NV 推出 Ramcharger，這是一款EREV版本的Ram 1500皮卡，聲稱將具有690英里的續航里程，並“旨在將整個懷疑的人羣”帶入電氣時代。

隨着全球汽車製造商努力説服主流汽車消費者轉向電動汽車，EREV（擴展續航電動車）作為解決電動車接受度的兩個最大障礙的方案逐漸浮現： 價格 和 續航焦慮。EREV可以像傳統電動車一樣通過插電充電，但它也可以加油以驅動小型汽油發動機，在汽車行駛過程中為電池充電，從而大幅延長行駛距離。與傳統汽車或混合動力車不同，EREV的汽油發動機僅作為車載發電機。這意味着擴展續航電動車的電池僅需傳統電動車約一半的大小，這使得EREV的價格比純電動車低約4000美元。而且，由於發動機會自動為電池充電，長途旅行不必因停靠路邊充電站而中斷。

“它的電池更小，95%的行程都是全電動的，因此你不會有續航焦慮，”福特汽車公司首席執行官吉姆·法利在5月底從中國旅行歸來後表示，EREV給他留下了深刻印象。“我們真的很喜歡這個解決方案。”

由於EREV大部分時間依靠電池供電，它們比傳統混合動力車（如豐田汽車公司銷售超過25年的普鋭斯）更環保。傳統混合動力車由燃油內燃機驅動，輔以通過汽車電氣系統和駕駛員剎車時捕獲的動能充電的小型電動機。EREV排放的全球變暖二氧化碳更少，因為它們的汽油發動機僅在週期性充電時運行。但儘管EREV的電池比全電動車小，但它的電池比傳統混合動力車的動力包要大。這使得EREV的價格高於傳統混合動力車。

拉姆充電器。來源：斯泰蘭蒂斯除了斯泰蘭蒂斯和拉姆充電器，沒有汽車製造商承諾在美國推出EREV，包括福特。儘管如此，法利對這項技術的熱情正在影響他的高管們。

“你可以在想充電的時候充電，而不是在必須充電的時候，這是一項巨大的解鎖，”福特電動汽車部門Model e的首席運營官馬林·吉亞賈説。

汽車專家表示，這項技術可能非常適合為美國人最喜歡的車型提供動力：SUV和皮卡車。因為擴展範圍的車輛需要更小的電池——電動汽車中成本最高的單一組件——所以車輛的重量和價格都可以降低，同時駕駛時間得以延長。而且這項技術不需要任何電池突破。EREV依賴於汽車製造商已經生產的現有技術：傳統的鋰離子電池與內燃機相結合。

“這對美國市場來説非常合理，因為我們喜歡大型車輛，並且喜歡在長距離上高速行駛，”前 通用汽車公司 亞洲高管、現專注於中國市場的顧問邁克爾·鄧恩説。“這對底特律來説是一條生命線。他們可以採用實用的動力系統，降低成本，增加續航，並在其核心細分市場——SUV和卡車中保持客户滿意。”

然而，美國汽車製造商對在設計圖上推出EREV的猶豫可能與監管機構和環保人士對它們的看法有關。由於使用燃油發動機來延長EREV的駕駛範圍，因此它被視為混合動力車，而塞拉俱樂部表示它不再認為這是綠色技術。“EREV可能是一個有害的干擾，可能會阻礙向零排放車輛的關鍵過渡，”凱瑟琳·加西亞，塞拉俱樂部清潔交通主任説。

目前尚不清楚美國監管機構將如何對EREV進行分類，但似乎不太可能將其與純電動車混為一談，後者如果在北美生產，符合旨在刺激銷售的政府激勵措施，例如 高達7500美元的税收抵免。

法利在5月底於紐約舉行的伯恩斯坦戰略決策會議上談到EREV時表示：“對我們這個行業和監管機構來説，‘這算不算電動車？’是一個重大決策。客户在投票；他們喜歡這些中間解決方案。我們仍然需要與監管機構進行大量工作，因為他們還沒有到達那裏。”

通用汽車實際上在14年前通過雪佛蘭Volt開創了EREV技術，這是一款依靠電力和汽油發動機補充動力的小型轎車。Volt的電動駕駛範圍僅為40英里，遠低於今天中國EREV在電池動力下的行駛距離。該車型未能達到銷售目標，通用汽車每賣出一輛就虧損數千美元。該汽車製造商於2019年停止了Volt的生產。

阿利克斯合夥公司的汽車業務聯合負責人馬克·韋克菲爾德表示：“Volt的技術在當時確實很好。但它也非常昂貴，而他們將其放在了一款經濟型車上。經典的策略應該是從高端開始，放在凱迪拉克上，然後隨着價格下降和能力提升逐步下放。”

通用汽車表示將於2027年在其產品線中推出插電式混合動力車，但未透露是否包括擴展續航電動車。“插電式混合動力車和EREV的挑戰在於它們複雜且成本高，因為你需要設計兩種動力系統，而且仍然會有尾氣排放，”通用汽車發言人吉姆·凱恩説。

美國將EREV市場拱手讓給了中國，就像十年前將電池技術讓給中國一樣，而中國現在在這方面佔據主導地位。儘管像上汽集團和浙江吉利控股集團這樣的知名中國製造商正在加入EREV的行列，理想汽車由科技億萬富翁李想創立，領先於中國的EREV市場，擁有一系列使用該技術的SUV。理想汽車的銷量在6月份激增近47%，達到47,774輛，主要受其最便宜的EREV——L6 SUV的需求推動，該車起價為34,500美元。理想汽車的車輛銷量在去年翻了一番，公司公佈了39億美元的全年毛利潤（275億元人民幣）。

“理想汽車的目標是家庭購車者，”BNEF的電動車分析師米思怡説。“它的EREV產品不僅提供無憂的電動駕駛體驗，還提供針對這一客户羣體量身定製的信息娛樂和先進駕駛輔助系統。”

理想汽車L9。來源：理想汽車根據BNEF，理想汽車的車型幫助使插電式混合動力汽車成為全球增長最快的動力系統，超過了全電動汽車和內燃機汽車。該研究服務大幅提高了對插電式混合動力汽車銷量的預估，預測到2030年全球銷量將達到920萬輛，較之前預測的2026年達到650萬輛的峯值有所上升。根據BNEF，去年全球售出了約420萬輛插電式混合動力汽車。

最近在中國拜訪一位同事時，Wakefield 乘坐了理想汽車的頂級 L9 SUV，不僅對其動力系統印象深刻，這輛車在他整個駕駛過程中都以電動模式運行。汽車還包括許多高科技功能，例如語音控制多種功能，包括降窗、半自動免提駕駛，可以在駕駛員不觸碰方向盤的情況下駛出高速公路，以及能夠在無人駕駛的情況下自動停車。

“我的同事開車到他的公寓，説，‘看這個，’”Wakefield 説。“我們都下車，他説，‘我可以從這個東西里出來，直接進我的公寓。我不需要停車。它會下降兩層並自動停車。’”

美國汽車買家不太可能在美國的道路上看到類似的情況，因為總統喬·拜登正在尋求對中國汽車徵收100%的關税，而前總統唐納德·特朗普則威脅要採取更嚴厲的保護主義措施，以阻止中國製造的電動車進入美國市場。因此，如果美國消費者想要獲得可能為電動未來提供過渡的技術，這將取決於美國的汽車製造商及其監管機構來鋪平道路。

“我們經歷了一次由客户驅動的重置，他們認為務實勝過理想主義，”前通用汽車高管 Dunne 説。“在充電基礎設施尚未準備好之前，我們急於進入電動汽車市場。EREV 將是一個自然的轉變。”

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