通用汽車押注鈉離子電池，美國能否打破中國壟斷？

盡管美國鈉離子電池領域屢遭挫折，科羅拉多州初創公司Peak Energy仍堅信自己能夠率先實現這一技術在電網儲能領域的大規模商業應用。

去年，美國初創公司Natron Energy和Bedrock Materials相繼關閉鈉離子電池業務，加入了超過十余家西方電池企業失敗的行列。此后，全球最大電池企業、中國寧德時代在今年4月拋出重磅消息，宣布將向電網儲能商HyperStrong提供60吉瓦時的鈉離子電芯，創下史上最大鈉離子電池訂單紀錄。這一動向表明，中國正如此前在磷酸鐵鋰領域的路徑一樣，逐步主導又一種極具潛力的電池技術。

Peak Energy堅信自己能夠打破這一局面。公司高管表示，其鈉離子技術可以直接與目前主導電網儲能市場的低成本磷酸鐵鋰（LFP）電池展開競爭。與因資金耗盡、投資者信心崩塌而倒閉的Natron不同，Peak Energy背后站著一位重量級支持者——通用汽車。與特斯拉及其他汽車制造商一樣，通用汽車正大力布局電網儲能業務，以應對電動車需求疲軟帶來的工廠產能過剩壓力。

Peak Energy與通用汽車簽訂合作協議，共同開發并規模化部署鈉離子電池。今年7月，該公司宣布將在薩克拉門托附近投資7100萬美元，建設一座占地1.7萬平方米的工廠，年產能可達4吉瓦時的鈉離子電池，足以滿足400萬戶家庭的用電需求。

當前挑戰與核心優勢

與其他鈉基電池設計一樣，Peak Energy的電芯在能量密度上尚無法媲美磷酸鐵鋰電池。公司與通用汽車的高管也坦承，目前在單電芯成本上仍難以與磷酸鐵鋰抗衡。

然而，Peak Energy表示，其采用被動冷卻設計的儲能系統，全生命周期運營成本將比磷酸鐵鋰儲能系統低20%。公司聯合創始人兼首席商務官卡梅倫·戴爾斯介紹，公司的GS1.1系統設計儲能壽命達20年、約2萬次循環，屆時仍可保留80%的容量。相比之下，磷酸鐵鋰電池的基礎耐久標準僅為8000次循環后保持70%容量。

與此同時，電網儲能市場正迎來爆發式增長——既用于支撐AI數據中心，也用于存儲多余的太陽能和風能。鋰價的劇烈波動促使各大廠商尋求穩定替代方案，這也為Peak Energy創造了有利的市場時機。

溫度耐受力是技術核心

Peak Energy技術優勢的關鍵在于，其電芯可在約為磷酸鐵鋰電池正常工作溫度兩倍的高溫環境下安全運行。磷酸鐵鋰電池必須保持在25攝氏度左右才能維持性能，溫度過高會導致其迅速退化。

"你不必在沙漠里為一臺冰箱供電20年來維持系統正常運轉。"戴爾斯說。

出色的溫度耐受性使GS1.1系統無需昂貴且易出故障的液冷循環裝置或風扇、泵等運動部件，只需被動冷卻即可。這讓該模塊化系統尤其適合部署在數據中心或偏遠地區——那里土地成本低廉、太陽能資源豐富，且自然災害風險較低。

GS1.1系統將細長的棱柱形電芯堆疊成大約一張大床床墊大小的模塊，一套36模塊系統可存儲3.1兆瓦時電量。大型項目可將數十乃至數百套系統組合使用，足以為一座小型城市供電。

供應鏈隱憂與原材料優勢

支持者指出，鈉是地球上豐度第六的元素，儲量約為鋰的1000倍。全球最大、最純凈的天然堿礦床位于美國懷俄明州綠河盆地，天然堿由碳酸鈉、碳酸氫鈉和水組成，為美國提供了90%的純堿原料，是生產電池級碳酸鋰鹽的基礎材料。

然而，分析人士指出，原材料儲量豐富是一回事，加工環節卻仍被中國主導。

"供應鏈問題往往被忽視，但它是個巨大的挑戰。"基準礦產情報公司電池研究分析師瓦爾妮卡·阿加瓦爾說。

阿加瓦爾認為，鈉離子技術具有發展潛力，但要在美國市場開拓出一席之地，還需很多條件同時到位。基準礦產情報公司預測，今年美國新增儲能裝機中鈉離子電池占比不足1%，到2030年將不超過4%，全球范圍內也僅約5%。

目前，Peak Energy仍通過與中國供應商簽訂合同采購商用電芯，其加工原材料和電芯生產均由中國主導。該公司加州工廠計劃于2028年投產，美國本土制造才剛剛起步。

通用汽車的研判與市場布局

Peak Energy的電池使用焦磷酸鐵鈉（NFPP）正極材料，其化學結構與磷酸鐵鋰電池中的正極材料高度相似，以優異的安全性和長循環壽命著稱。NFPP正逐漸成為行業標準——寧德時代也選擇NFPP作為其核心化學體系。這使Peak Energy的電芯具備良好的兼容性，可在通用汽車等現有電池工廠中直接生產制造，極大提升了市場可行性。

通用汽車電池與可持續發展副總裁、曾在特斯拉擔任電池負責人的科特·凱爾蒂表示，通用汽車正在底特律郊區的華萊士電池電芯創新中心對Peak Energy的電芯進行測試，測試結果令人振奮。在高溫極端測試中，來自全球各廠商的競爭電芯性能均出現斷崖式下滑，而Peak Energy電芯在55攝氏度的高溫下仍展現出極強的穩定性，壽命幾乎不受影響。

"這款電芯的表現全面壓制其他對手。"凱爾蒂說，"無需冷卻系統就能實現20年使用壽命，這才是關鍵所在。"

該電池的往返效率達96%，比磷酸鐵鋰高出約2至3個百分點。取消主動冷卻系統還帶來額外好處：近乎無聲的運行狀態使其可用于公共建筑，同時避免了液冷管路的維護和泄漏風險，也減少了用于冷卻系統本身的寄生功耗。

Peak Energy和通用汽車高管預計，鈉離子電芯成本將于2028年前后與磷酸鐵鋰達到價格平價，屆時其成本曲線正處于快速下降階段，而磷酸鐵鋰的降本紅利經過20年發展已大部分釋放完畢。

在市場拓展方面，Peak Energy已宣布與RWE Americas在密爾沃基附近合作建設試點項目，這將是中西部獨立系統運營商電網范圍內首次采用鈉離子備用儲能。公司還計劃在2030年前向獨立儲能開發商Jupiter Power提供最多4.75吉瓦時的電池，合同金額最高達5億美元，首批720兆瓦時的儲能項目包括德克薩斯州在內的多個站點，是迄今為止美國已宣布的最大單筆鈉離子電池部署。

對于電池技術的路線之爭，戴爾斯并不認同"贏家通吃"的敘事邏輯。在一個擁有飛機、火車、手機、無人機和各類設備的世界里，不可能有一種"萬能電池"統治一切。

"鈉離子只是鋰離子的姊妹技術。"他說，"它選擇了更低的能量密度，但用更好的穩定性、安全性和更低的成本作為回報。"

Q&A

Q1：Peak Energy的鈉離子電池系統憑什么說全生命周期成本比磷酸鐵鋰低20%？

A：Peak Energy的GS1.1系統采用被動冷卻設計，無需昂貴的液冷循環裝置或風扇、泵等部件，大幅降低了運營維護成本和寄生功耗。此外，該系統設計壽命達20年、約2萬次循環后仍保留80%容量，而磷酸鐵鋰電池的基礎耐久標準僅為8000次循環后保持70%容量。更長的使用壽命意味著更少的更換頻次，綜合算下來全生命周期成本具有明顯優勢。

Q2：通用汽車為什么要投資支持Peak Energy這家鈉離子電池初創公司？

A：通用汽車布局鈉離子電池有多重考量：一是電動車需求放緩，工廠產能需要通過電網儲能業務來消化；二是Peak Energy的NFPP正極與磷酸鐵鋰結構相似，電芯可兼容現有電池產線直接生產；三是實測數據表明，Peak Energy電芯在55攝氏度高溫測試中表現遠超競爭對手，往返效率達96%，且無需主動冷卻即可實現20年壽命，技術競爭力突出。

Q3：美國鈉離子電池供應鏈目前存在哪些短板？

A：盡管美國懷俄明州擁有全球最大的天然堿礦床，原材料儲量豐富，但鈉離子電池的原材料加工和電芯生產目前仍主要由中國主導。Peak Energy目前商用電芯仍依賴中國供應商，美國本土的加州工廠要到2028年才能投產。據預測，2030年鈉離子電池在美國新增儲能裝機中的占比仍不足4%，供應鏈本土化建設任重道遠。