美国GE重启钠盐电池技术项目 投入超过4亿美元

    今年7月，在美国纽约Schenectady，GE生产钠盐电池Durathon的工厂正式投入商业化量产。这家电池工厂占地面积大约相当于四座足球场，预计年生产能力大约为1000兆瓦时，足以满足1000户美国家庭一个月的能源需求。在工厂的揭幕仪式上，CEO伊梅尔特宣布将追加7000万美元投资进行扩建，加上GE已经为这家工厂投入的1.7亿美元，以及研发阶段的1.5亿美元，GE在11年的时间里已经为Durathon电池投入了超过4亿美元的资金。

    而现在，当石油供应再度紧张，开发新能源成为一种潮流，GE决定重新启用这项技术。它在2007年收购了英国公司Beta R&D，正是这家公司在1980年代率先开发出了钠盐电池。通过这次收购，GE得到了对于这项技术的多年积累。

    随后，GE全球研发中心整合了美国、印度、中国研发中心的四五十位科学家参与到这个项目中，并且还获得公司了CEO伊梅尔特的专项基金支持，不断优化其中的化学反应机制和材料，并且将重点放在了商业化领域。

    这是因为在2001年，GE集团的运输业务部门接到一项新任务：如何通过电气化改造让柴油动力火车头的能效更高，比如能否回收刹车时的热能，并且减少排放。在北美市场，柴油机火车较为普遍，但目前还没有一项电池技术能满足其电气化的需求。GE在研究了锂电池、铅酸电池等当时较为成熟的电池技术后，将目光锁定在了钠金属卤化物电池技术，也就是制造钠盐电池。

    “目前车用电池以锂电池为主，主要问题是成本高，安全性能差，电池在室外低温条件下难充电，而且每辆纯电动车的电池成本至少需要一万美元。”GE中国研发中心电化学技术实验室经理黄群健博士。

    但随着研发的日趋成熟，GE发现电池应用于混合动力交通的时机并不成熟，他们必须另寻商业化应用的方向。

    “我们能看到的是在电动汽车电池产业中已经有了众多竞争者，在技术以及商业化方面一直未有重大突破，而在产能上已经出现过剩，其中不乏一些优秀的企业都出现了严重的经营困难。”GE全球研发中心储能研发平台负责人Glen Merfeld说。在美国，曾得到奥巴马政府大力支持的明星公司，比如A123，最近申请了破产保护，其它国家的电动车公司日子也并不好过。

    在电动车领域受阻，这当然不是电池本身的问题。Durathon钠盐电池包含了30项专利，它的原料是极易获得的氯化钠和镍，它们没有毒性，首次充电后在负极室形成钠金属，在正极室形成氯化镍，由此不断充放电循环使用。同锂电池相比，钠盐电池不存在发生起火爆炸的危险，氯化镍本身可作为非常好的灭火材料。这种电池的性能在－20℃到60℃的环境下，都不会受影响。另外，它因为拥有智能化的电池管理系统可有效防止电池过充。

    更重要的是，同另一种广泛使用并且更便宜的铅酸电池相比，钠盐电池是一种环保的绿色电池：在使用过程中无废气或废液产生，因此不会产生传统的电池厂所面临的重金属污染，特别是铅污染的问题；钠盐电池是可以回收的，其中的金属物质通过类似传统的金属熔炼的过程就可以实现回收利用。

    这款电池已经从第三方获得GE“绿色创想”认证。除了环保这一优势外，Durathon电池仅为传统铅酸电池的一半大，但能量密度是其两倍以上，并且使用寿命比铅酸电池长10倍。

    GE将电信行业作为新的突破口。“电信业并不是对价格不敏感，相反的，他们一直在寻找能够控制成本的办法，从这一点来看，Durathon电池是有优势的。不同类电池的特性决定了其适用于不同的领域，Durathon电池能量性非常突出，我们决定把它的市场定位在通信电源领域，这是最合适的。”Glen Merfeld对记者说。他同时强调，GE从未放弃在混合动力和电动车辆上使用这种电池，首先选择电信领域是因为固定备用电源市场更为成熟，目前市场容量远大于尚未成熟的电动车市场。

    对GE来说，通信电源是一个全新的领域，但并不意味着这是一个小众的市场。阀控密封式铅酸蓄电池在这个领域的市场占有率达到90%以上，主要用于通信基站和中心机房的后备电源，采购金额约占电信固定资产投资的2%至3%。随着移动互联网的兴起让通信行业迎来爆发式增长，也带动了对电池的需求。比亚迪就已经与中国三大通信商签订了战略协议，并且在去年11月与中国南方电网共同完成了中国第一座兆级的铁电池储能电站，比亚迪预计这将会给自己带来价值100亿美元的市场。

    在越来越严格的环保政策的压力下，铅酸电池被淘汰是迟早的事。而这正是环境友好，并且在性能上更突出的Durathon电池替代它的最好时候。

    按照CEO伊梅尔特的设想，Durathon电池几年后能为GE能源储存方面带来十亿美元的收入。

    GE第一代钠盐电池将主要用于数据中心和通讯基站的备用电源。不过，GE能做的，不只是卖电池这么简单，还包括从电池衍生出来的其他技术，包括电池管理系统、电力电子技术、电池封装技术等等。

    当然，这家公司没有忘记混合动力机车市场，等到时机成熟，也许就是第二代第三代Durathon电池，就可以为新一代高能效汽车、火车机车和矿用车辆、船舶等领域的混合动力交通提供储能。随着新业务的增加，Durathon电池在替代传统电池的同时，也能减少后者对于环境的危害。<