美國GE重啟鈉鹽電池技術(shù)項(xiàng)目 投入超過4億美元

    今年7月，在美國紐約Schenectady，GE生產(chǎn)鈉鹽電池Durathon的工廠正式投入商業(yè)化量產(chǎn)。這家電池工廠占地面積大約相當(dāng)于四座足球場，預(yù)計(jì)年生產(chǎn)能力大約為1000兆瓦時(shí)，足以滿足1000戶美國家庭一個(gè)月的能源需求。在工廠的揭幕儀式上，CEO伊梅爾特宣布將追加7000萬美元投資進(jìn)行擴(kuò)建，加上GE已經(jīng)為這家工廠投入的1.7億美元，以及研發(fā)階段的1.5億美元，GE在11年的時(shí)間里已經(jīng)為Durathon電池投入了超過4億美元的資金。

    而現(xiàn)在，當(dāng)石油供應(yīng)再度緊張，開發(fā)新能源成為一種潮流，GE決定重新啟用這項(xiàng)技術(shù)。它在2007年收購了英國公司Beta R&D，正是這家公司在1980年代率先開發(fā)出了鈉鹽電池。通過這次收購，GE得到了對于這項(xiàng)技術(shù)的多年積累。

    隨后，GE全球研發(fā)中心整合了美國、印度、中國研發(fā)中心的四五十位科學(xué)家參與到這個(gè)項(xiàng)目中，并且還獲得公司了CEO伊梅爾特的專項(xiàng)基金支持，不斷優(yōu)化其中的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制和材料，并且將重點(diǎn)放在了商業(yè)化領(lǐng)域。

    這是因?yàn)樵?001年，GE集團(tuán)的運(yùn)輸業(yè)務(wù)部門接到一項(xiàng)新任務(wù)：如何通過電氣化改造讓柴油動力火車頭的能效更高，比如能否回收剎車時(shí)的熱能，并且減少排放。在北美市場，柴油機(jī)火車較為普遍，但目前還沒有一項(xiàng)電池技術(shù)能滿足其電氣化的需求。GE在研究了鋰電池、鉛酸電池等當(dāng)時(shí)較為成熟的電池技術(shù)后，將目光鎖定在了鈉金屬鹵化物電池技術(shù)，也就是制造鈉鹽電池。

    “目前車用電池以鋰電池為主，主要問題是成本高，安全性能差，電池在室外低溫條件下難充電，而且每輛純電動車的電池成本至少需要一萬美元。”GE中國研發(fā)中心電化學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)理黃群健博士。

    但隨著研發(fā)的日趨成熟，GE發(fā)現(xiàn)電池應(yīng)用于混合動力交通的時(shí)機(jī)并不成熟，他們必須另尋商業(yè)化應(yīng)用的方向。

    “我們能看到的是在電動汽車電池產(chǎn)業(yè)中已經(jīng)有了眾多競爭者，在技術(shù)以及商業(yè)化方面一直未有重大突破，而在產(chǎn)能上已經(jīng)出現(xiàn)過剩，其中不乏一些優(yōu)秀的企業(yè)都出現(xiàn)了嚴(yán)重的經(jīng)營困難。”GE全球研發(fā)中心儲能研發(fā)平臺負(fù)責(zé)人Glen Merfeld說。在美國，曾得到奧巴馬政府大力支持的明星公司，比如A123，最近申請了破產(chǎn)保護(hù)，其它國家的電動車公司日子也并不好過。

    在電動車領(lǐng)域受阻，這當(dāng)然不是電池本身的問題。Durathon鈉鹽電池包含了30項(xiàng)專利，它的原料是極易獲得的氯化鈉和鎳，它們沒有毒性，首次充電后在負(fù)極室形成鈉金屬，在正極室形成氯化鎳，由此不斷充放電循環(huán)使用。同鋰電池相比，鈉鹽電池不存在發(fā)生起火爆炸的危險(xiǎn)，氯化鎳本身可作為非常好的滅火材料。這種電池的性能在－20℃到60℃的環(huán)境下，都不會受影響。另外，它因?yàn)閾碛兄悄芑�的電池管理系統(tǒng)可有效防止電池過充。

    更重要的是，同另一種廣泛使用并且更便宜的鉛酸電池相比，鈉鹽電池是一種環(huán)保的綠色電池：在使用過程中無廢氣或廢液產(chǎn)生，因此不會產(chǎn)生傳統(tǒng)的電池廠所面臨的重金屬污染，特別是鉛污染的問題；鈉鹽電池是可以回收的，其中的金屬物質(zhì)通過類似傳統(tǒng)的金屬熔煉的過程就可以實(shí)現(xiàn)回收利用。

    這款電池已經(jīng)從第三方獲得GE“綠色創(chuàng)想”認(rèn)證。除了環(huán)保這一優(yōu)勢外，Durathon電池僅為傳統(tǒng)鉛酸電池的一半大，但能量密度是其兩倍以上，并且使用壽命比鉛酸電池長10倍。

    GE將電信行業(yè)作為新的突破口。“電信業(yè)并不是對價(jià)格不敏感，相反的，他們一直在尋找能夠控制成本的辦法，從這一點(diǎn)來看，Durathon電池是有優(yōu)勢的。不同類電池的特性決定了其適用于不同的領(lǐng)域，Durathon電池能量性非常突出，我們決定把它的市場定位在通信電源領(lǐng)域，這是最合適的。”Glen Merfeld對記者說。他同時(shí)強(qiáng)調(diào)，GE從未放棄在混合動力和電動車輛上使用這種電池，首先選擇電信領(lǐng)域是因?yàn)楣潭▊溆秒娫词袌龈鼮槌墒欤�目前市場容量遠(yuǎn)大于尚未成熟的電動車市場。

    對GE來說，通信電源是一個(gè)全新的領(lǐng)域，但并不意味著這是一個(gè)小眾的市場。閥控密封式鉛酸蓄電池在這個(gè)領(lǐng)域的市場占有率達(dá)到90%以上，主要用于通信基站和中心機(jī)房的后備電源，采購金額約占電信固定資產(chǎn)投資的2%至3%。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的興起讓通信行業(yè)迎來爆發(fā)式增長，也帶動了對電池的需求。比亞迪就已經(jīng)與中國三大通信商簽訂了戰(zhàn)略協(xié)議，并且在去年11月與中國南方電網(wǎng)共同完成了中國第一座兆級的鐵電池儲能電站，比亞迪預(yù)計(jì)這將會給自己帶來價(jià)值100億美元的市場。

    在越來越嚴(yán)格的環(huán)保政策的壓力下，鉛酸電池被淘汰是遲早的事。而這正是環(huán)境友好，并且在性能上更突出的Durathon電池替代它的最好時(shí)候。

    按照CEO伊梅爾特的設(shè)想，Durathon電池幾年后能為GE能源儲存方面帶來十億美元的收入。

    GE第一代鈉鹽電池將主要用于數(shù)據(jù)中心和通訊基站的備用電源。不過，GE能做的，不只是賣電池這么簡單，還包括從電池衍生出來的其他技術(shù)，包括電池管理系統(tǒng)、電力電子技術(shù)、電池封裝技術(shù)等等。

    當(dāng)然，這家公司沒有忘記混合動力機(jī)車市場，等到時(shí)機(jī)成熟，也許就是第二代第三代Durathon電池，就可以為新一代高能效汽車、火車機(jī)車和礦用車輛、船舶等領(lǐng)域的混合動力交通提供儲能。隨著新業(yè)務(wù)的增加，Durathon電池在替代傳統(tǒng)電池的同時(shí)，也能減少后者對于環(huán)境的危害。<