西方用钠替代锂制造电池计划受挫，中国磷酸铁锂优势明显

3 月 25 日，The Information 发文，为削减成本并降低对中国供应链的依赖，西方初创企业一直致力于研发，用廉价且储量丰富的钠替代锂作为电池的原料。然而，锂离子电池价格持续下降，彻底扭转了局面，使得目前放弃使用钠更为划算。

过去两年间，中国市场上用于电动汽车的磷酸铁锂电池价格暴跌 70%，从 2023 年的每千瓦时 155 美元降至约 45 美元。这大致仅为当前钠离子电池平均每千瓦时 87 美元价格的一半。

今年 1 月发表于《Nature Energy》的一篇论文中，斯坦福大学的研究人员预测，磷酸铁锂电池很可能在 21 世纪 30 年代中期甚至更久以后，仍保持价格优势。

若他们的预测正确，磷酸铁锂电池的成本优势将延续中国对全球电池供应链的掌控。部分分析师表示，这会使中国在西方汽车和国防工业领域拥有极大影响力，因为全球几乎所有的磷酸铁锂电池都由中国企业生产。

电池金属研究公司 CRU 集团的电池材料主管山姆・阿德姆表示，即便钠离子电池成本低于磷酸铁锂电池，现有技术仍可能占据主导地位。他在接受采访时称：“即便钠离子电池适用于某些应用场景，但既然已经有价格极低且大规模生产的磷酸铁锂电池，真的有必要投资全新的供应链吗？”

大约在 2021 年，随着对锂需求的不断增长以及对锂长达十年短缺的担忧，锂价开始飙升，开发钠离子电池以替代锂离子电池的行动也随之展开。从 2021 年初至 2022 年 11 月，中国锂现货价格上涨近 13 倍。

在此之前，电池和汽车制造商一直未将钠视作电池材料，因为钠的能量密度远低于锂，会缩短电动汽车的续航里程，且在电池充放电过程中易出现性能衰减。但包括宁德时代在内的中国企业仍投身于钠离子电池的研发，原因在于钠在地壳中的含量是锂的 1000 倍，几乎随处可见。基于这一考量，钠有望缓解锂供应的紧张局面，进而降低电动汽车的成本。

一年多前，中国汽车制造商推出了由钠离子电池驱动的小型城市汽车，这让西方同行大为惊讶。他们宣称已成功提升了钠离子电池化学体系的能量密度，使其可应用于包括电动汽车在内的商业产品中。

这促使了一批获得风险投资的美国钠离子电池企业涌现，如 Bedrock Materials、Peak Energy、Standard Potential 和 Unigrid。所有这些初创企业的目标都是在固定储能领域中，以价格优势击败磷酸铁锂电池。

然而，斯坦福大学博士生 Adrian Yao 表示，电动汽车中使用的钠离子电池比磷酸铁锂电池更昂贵，该行业在降低成本方面仍有大量工作要做。他指出，由于钠的能量密度较低，同时磷酸铁锂电池成本持续下降，钠虽然储量丰富，但并不意味着其制成的电池价格就更低。

Adrian Yao 在接受采访时称：“我们认为，有必要避免又一次资金盲目涌入错误领域的热潮，转而聚焦真正值得投资的项目。”

在进入斯坦福大学材料科学博士项目之前，Adrian Yao 是总部位于印第安纳州的阳极材料初创企业 EnPower 的联合创始人兼首席技术官。他表示：“目标是从过去作为电池创业者的经历中汲取经验，同时清楚地认识到行业中存在许多不实的炒作。”

在论文中，Adrian Yao 与斯坦福大学的两位导师 —— 环境科学教授萨莉・本森和材料科学教授威廉・丘指出，他们模拟了 6000 多种场景，涵盖了钠及其他金属和矿物价格可能出现的涨跌以及其他潜在的市场因素。他们得出结论，钠离子电池要击败磷酸铁锂电池，仅有三条途径：大幅提高钠离子电池的能量密度；不聚焦于电池单体，而是关注整个电池系统，使钠离子电池在系统层面具备优势；或者强调钠离子电池的性能优势，忽略成本因素。

位于加利福尼亚州圣克拉拉的钠离子电池开发商 Natron Energy，正是依靠第三条策略 —— 性能优势赢得了市场。Natron 公司将其电池销售给人工智能数据中心。该公司的钠离子电池电极由普鲁士蓝制成，普鲁士蓝是一种最初用作颜料的结晶物质，这种电池能够在两分钟内释放大量能量，然后快速充电。其释放的能量是磷酸铁锂电池的五倍，这使得人工智能数据中心能够让昂贵的芯片每秒处理更多运算任务。

Peak Energy 的联合创始人卡梅隆・戴尔斯表示，Peak 公司从一家中国供应商处采购钠离子电池。尽管这些电池价格高于磷酸铁锂电池，但 Peak 公司的供应商预计，随着钠离子技术的改进以及锂价上涨，到 2027 年钠离子电池价格将低于磷酸铁锂电池。他还称，无论如何，Peak 公司的策略是未来在美国自行生产电池单体，并在电池组层面与磷酸铁锂电池展开竞争。

电池制造商已经证明，通过优化电池组设计，如去除不必要的填充材料，能够提高能量密度并降低成本。Bedrock Materials 公司一直在努力提高钠离子电池单体的能量密度，这正是 Adrian Yao 所建议的第二条途径。CRU 集团的阿德姆表示，像宁德时代这样的中国电池制造商已经提高了钠离子电池的能量密度，但增速不及磷酸铁锂电池。

电池金属研究公司 SC Insights 的董事总经理安德鲁・莱兰称，钠离子电池挑战磷酸铁锂电池还有第四条途径：如果锂价再次飙升，电池制造商将再次寻求替代方案，而钠离子电池或许是首选。

但目前，Bedrock 公司的首席执行官斯宾塞・戈尔表示，即便中国钠离子电池制造商将价格降至磷酸铁锂电池以下，西方企业也需要很长的时间才能达到相同技术水平。

他指出：“钠离子电池的希望在于第二代材料技术。”