钠离子电池作为锂电池的更便宜替代品浮出水面 - 彭博社

照片：Shutterstock插图：Baptiste Virot 为彭博商业周刊一种赋予 著名 日本版画 神奈川冲浪里 鲜艳蓝色的材料，如今被用于一个完全不同但同样富有创意的任务：让美国的数据中心保持运行。

普鲁士蓝，这种在18世纪初由柏林的色彩制造商开发的颜料，是用钠而非锂制造的电池的关键成分，这些电池旨在用于电动车以外的行业。

彭博商业周刊我们最期待在这个秋天看到的五个博物馆展览如何处理学校里的手机外科医生从我头上切除了一个巨大的肿瘤。有没有更好的方法？奢侈品牌正在接受“奥泽匹克”外套作为秋季主打“它作为颜料、染料使用了几个世纪，”位于加利福尼亚州圣克拉拉的电池制造商 Natron Energy Inc. 的首席执行官Colin Wessells说。“它也被证明在储存钠离子方面非常出色，”他说，这导致了一种具有高功率和长循环寿命的电池。

锂离子电池在过去三十年中已变得 无处不在，用于智能手机和电动车辆——包括 特斯拉 和 大众 的汽车，以及 比亚迪 的 公交车——并且用于 储存可再生能源，来自太阳能或风能发电厂。尽管如此，它们并不是所有潜在应用的最佳选择，因为它们优先考虑能量密度，这有助于汽车行驶更远，而不是耐用性或稳定性。这为替代技术满足全球日益增长的电池需求留下了空间。

“锂离子电池并不是一种适合所有的解决方案，”波士顿的 伍德麦肯兹 的高级能源存储分析师米塔莉·古普塔说。“不同的技术开始进入市场，并将开始获得市场份额。”

使用 锌、 钒 或 钠 的锂离子替代品在许多任务中表现出色，特别是公用事业用于捕获可再生能源并在数小时后向消费者提供电力的固定存储，或为电信塔和矿山等偏远工业场所供电。根据 彭博新能源财经 的数据，该行业正处于快速增长的前景中，预计年安装量将从去年的6吉瓦时上升到2030年的约155吉瓦时，这是彭博社在能源转型方面的主要研究服务。

Natron，2012年从斯坦福大学分拆出来，已从包括石油和天然气巨头雪佛龙公司在内的投资者那里筹集了约7000万美元，并且本月获得了1900万美元的能源部资金。它的目标是为在停电时保持数据中心在线的备用电源系统销售电池，并将在本季度开始向电信和互联网服务提供商客户发货，Wessells表示，他拒绝透露客户的名称。该初创公司还在加州大学圣地亚哥分校的一个示范站点测试该技术在电动汽车充电中的应用。

普鲁士蓝粉末是通过将铁盐和六氰铁酸盐结合而成的——在最早的配方中，追溯到1720年代，涉及点燃和煮沸干牛血和化学物质的混合物——为电池生产商提供了关键优势。它便宜且广泛可得，其特性也被很好地理解。最重要的是，它的化学结构非常适合电池电极，即存储和释放能量的组件。所有电极都像海绵一样，Wessells说，吸收离子，然后在充电和放电时释放它们。然而，普鲁士蓝允许离子比其他材料更容易地来回通过。这种特性使其电极比锂离子电池的碳和金属基电极更持久，后者随着时间的推移会崩溃。

低成本的钠离子电池充电速度快，通常在几分钟内完成，并能迅速提供短时间的能量释放。这与锂离子电池的优势不同，后者因其在小体积中储存大量能量的能力而受到重视。“我们的技术不适合电动汽车、电动飞机和消费电子产品，”韦塞尔斯说。

使用更丰富且更便宜的原材料也带来了成本优势。Natron以与现有铅酸电池和锂离子产品相似的价格向数据中心客户销售电池系统，但它表示，由于电池的使用寿命，其技术在长期内的成本最终会便宜三倍。

“钠是地球上第六丰富的元素，几乎是无限的，并且是可持续的。你是收获它——而不是像矿产那样开采它，”来自英格兰谢菲尔德的钠离子电池开发商Faradion Ltd.的首席执行官詹姆斯·奎因说，该公司最近达成协议，向澳大利亚的住宅能源存储市场供应电池，并为印度的商用车辆生产电池。

在锂离子产品中，镍和钴等昂贵金属的组合意味着原材料可以占电池单元总成本的约60%，根据BNEF的说法。钴的模糊供应链也继续让一些最终用户感到不安。尽管如此，自2010年以来，锂离子电池的价格已下降近90%，因为制造量增加，技术不断进步。即使竞争对手将它们挤出某些市场，它们仍将是主导的电池技术。

但是随着电池被添加到一系列产品中——甚至可能在衣物内部为冷却系统供电——需求的加速将促使对更广泛电池类型的需求，使用一系列原材料，卡内基梅隆大学机械工程副教授Venkat Viswanathan表示。“最终，基本上你接触的每个设备里面可能都会有一块电池，”他说。“一旦达到那个规模，你就需要各种各样的电池。”——与 Akshat Rathi 接下来阅读： 特斯拉的电池日失望风险3200亿美元的股票收益

在为他的第一辆家庭车购物时，31岁的上海居民袁试驾了来自 蔚来 和 小鹏 的纯电动车，这些是中国受欢迎的电动车品牌。但他担心电量耗尽以及在路上充电的麻烦。因此，他尝试了一种新事物：增程电动车（EREV）。得益于车上一个小型内燃机，其唯一目的是自动为电池充电，它们的续航里程超过600英里，而典型的电动车续航为300英里。最终，EREV成为了完美的选择，5月份他花了大约34,000美元购买了一辆理想汽车L6，这是一款五座的运动型多用途车，已成为中国最热销的车型之一。

彭博商业周刊我们最期待在这个秋天看到的五个博物馆展览如何在学校处理手机外科医生从我头上切除了一个巨大的肿瘤。有没有更好的方法？奢侈品牌正在接受“奥泽匹克”外套作为秋季主打产品“我之前没有考虑过购买EREV，”元说，他因担心政府工作而只希望用名字来识别。“但我们不必担心偶尔长途驾驶或充电端口排长队的问题。”

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理想汽车 L6。来源：理想汽车增程电动车已成为中国汽车中增长最快的动力系统，中国是全球最大的纯电动汽车市场。根据研究服务 彭博新能源财经（BNEF），EREV的销量在过去一年中翻了一番，现在占该国插电式混合动力汽车销量的30%。它们将于明年抵达美国，当克莱斯勒母公司 斯特兰蒂斯 NV 推出 Ramcharger，这是一款EREV版本的Ram 1500皮卡，声称将具有690英里的续航里程，并“旨在将整个怀疑的人群”带入电气时代。

随着全球汽车制造商努力说服主流汽车消费者转向电动汽车，EREV（扩展续航电动车）作为解决电动车接受度的两个最大障碍的方案逐渐浮现： 价格 和 续航焦虑。EREV可以像传统电动车一样通过插电充电，但它也可以加油以驱动小型汽油发动机，在汽车行驶过程中为电池充电，从而大幅延长行驶距离。与传统汽车或混合动力车不同，EREV的汽油发动机仅作为车载发电机。这意味着扩展续航电动车的电池仅需传统电动车约一半的大小，这使得EREV的价格比纯电动车低约4000美元。而且，由于发动机会自动为电池充电，长途旅行不必因停靠路边充电站而中断。

“它的电池更小，95%的行程都是全电动的，因此你不会有续航焦虑，”福特汽车公司首席执行官吉姆·法利在5月底从中国旅行归来后表示，EREV给他留下了深刻印象。“我们真的很喜欢这个解决方案。”

由于EREV大部分时间依靠电池供电，它们比传统混合动力车（如丰田汽车公司销售超过25年的普锐斯）更环保。传统混合动力车由燃油内燃机驱动，辅以通过汽车电气系统和驾驶员刹车时捕获的动能充电的小型电动机。EREV排放的全球变暖二氧化碳更少，因为它们的汽油发动机仅在周期性充电时运行。但尽管EREV的电池比全电动车小，但它的电池比传统混合动力车的动力包要大。这使得EREV的价格高于传统混合动力车。

拉姆充电器。来源：斯泰兰蒂斯除了斯泰兰蒂斯和拉姆充电器，没有汽车制造商承诺在美国推出EREV，包括福特。尽管如此，法利对这项技术的热情正在影响他的高管们。

“你可以在想充电的时候充电，而不是在必须充电的时候，这是一项巨大的解锁，”福特电动汽车部门Model e的首席运营官马林·吉亚贾说。

汽车专家表示，这项技术可能非常适合为美国人最喜欢的车型提供动力：SUV和皮卡车。因为扩展范围的车辆需要更小的电池——电动汽车中成本最高的单一组件——所以车辆的重量和价格都可以降低，同时驾驶时间得以延长。而且这项技术不需要任何电池突破。EREV依赖于汽车制造商已经生产的现有技术：传统的锂离子电池与内燃机相结合。

“这对美国市场来说非常合理，因为我们喜欢大型车辆，并且喜欢在长距离上高速行驶，”前 通用汽车公司 亚洲高管、现专注于中国市场的顾问迈克尔·邓恩说。“这对底特律来说是一条生命线。他们可以采用实用的动力系统，降低成本，增加续航，并在其核心细分市场——SUV和卡车中保持客户满意。”

然而，美国汽车制造商对在设计图上推出EREV的犹豫可能与监管机构和环保人士对它们的看法有关。由于使用燃油发动机来延长EREV的驾驶范围，因此它被视为混合动力车，而塞拉俱乐部表示它不再认为这是绿色技术。“EREV可能是一个有害的干扰，可能会阻碍向零排放车辆的关键过渡，”凯瑟琳·加西亚，塞拉俱乐部清洁交通主任说。

目前尚不清楚美国监管机构将如何对EREV进行分类，但似乎不太可能将其与纯电动车混为一谈，后者如果在北美生产，符合旨在刺激销售的政府激励措施，例如 高达7500美元的税收抵免。

法利在5月底于纽约举行的伯恩斯坦战略决策会议上谈到EREV时表示：“对我们这个行业和监管机构来说，‘这算不算电动车？’是一个重大决策。客户在投票；他们喜欢这些中间解决方案。我们仍然需要与监管机构进行大量工作，因为他们还没有到达那里。”

通用汽车实际上在14年前通过雪佛兰Volt开创了EREV技术，这是一款依靠电力和汽油发动机补充动力的小型轿车。Volt的电动驾驶范围仅为40英里，远低于今天中国EREV在电池动力下的行驶距离。该车型未能达到销售目标，通用汽车每卖出一辆就亏损数千美元。该汽车制造商于2019年停止了Volt的生产。

阿利克斯合伙公司的汽车业务联合负责人马克·韦克菲尔德表示：“Volt的技术在当时确实很好。但它也非常昂贵，而他们将其放在了一款经济型车上。经典的策略应该是从高端开始，放在凯迪拉克上，然后随着价格下降和能力提升逐步下放。”

通用汽车表示将于2027年在其产品线中推出插电式混合动力车，但未透露是否包括扩展续航电动车。“插电式混合动力车和EREV的挑战在于它们复杂且成本高，因为你需要设计两种动力系统，而且仍然会有尾气排放，”通用汽车发言人吉姆·凯恩说。

美国将EREV市场拱手让给了中国，就像十年前将电池技术让给中国一样，而中国现在在这方面占据主导地位。尽管像上汽集团和浙江吉利控股集团这样的知名中国制造商正在加入EREV的行列，理想汽车由科技亿万富翁李想创立，领先于中国的EREV市场，拥有一系列使用该技术的SUV。理想汽车的销量在6月份激增近47%，达到47,774辆，主要受其最便宜的EREV——L6 SUV的需求推动，该车起价为34,500美元。理想汽车的车辆销量在去年翻了一番，公司公布了39亿美元的全年毛利润（275亿元人民币）。

“理想汽车的目标是家庭购车者，”BNEF的电动车分析师米思怡说。“它的EREV产品不仅提供无忧的电动驾驶体验，还提供针对这一客户群体量身定制的信息娱乐和先进驾驶辅助系统。”

理想汽车L9。来源：理想汽车根据BNEF，理想汽车的车型帮助使插电式混合动力汽车成为全球增长最快的动力系统，超过了全电动汽车和内燃机汽车。该研究服务大幅提高了对插电式混合动力汽车销量的预估，预测到2030年全球销量将达到920万辆，较之前预测的2026年达到650万辆的峰值有所上升。根据BNEF，去年全球售出了约420万辆插电式混合动力汽车。

最近在中国拜访一位同事时，Wakefield 乘坐了理想汽车的顶级 L9 SUV，不仅对其动力系统印象深刻，这辆车在他整个驾驶过程中都以电动模式运行。汽车还包括许多高科技功能，例如语音控制多种功能，包括降窗、半自动免提驾驶，可以在驾驶员不触碰方向盘的情况下驶出高速公路，以及能够在无人驾驶的情况下自动停车。

“我的同事开车到他的公寓，说，‘看这个，’”Wakefield 说。“我们都下车，他说，‘我可以从这个东西里出来，直接进我的公寓。我不需要停车。它会下降两层并自动停车。’”

美国汽车买家不太可能在美国的道路上看到类似的情况，因为总统乔·拜登正在寻求对中国汽车征收100%的关税，而前总统唐纳德·特朗普则威胁要采取更严厉的保护主义措施，以阻止中国制造的电动车进入美国市场。因此，如果美国消费者想要获得可能为电动未来提供过渡的技术，这将取决于美国的汽车制造商及其监管机构来铺平道路。

“我们经历了一次由客户驱动的重置，他们认为务实胜过理想主义，”前通用汽车高管 Dunne 说。“在充电基础设施尚未准备好之前，我们急于进入电动汽车市场。EREV 将是一个自然的转变。”

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