据路透社近日报道，各国初创企业正竞相利用两种丰富且廉价的材料——钠和硫——来研制能缓解迫在眉睫的供应瓶颈并催生大众市场电动汽车的新材料。2023年左右，在电化学领域可能出现潜在突破。
报道说，如今的电动汽车所使用的锂离子电池主要由锂、钴、锰和高品位镍制成，而这些材料的价格已经飙升。西方生产商正奋力追赶亚洲竞争对手，而汽车制造商预计，大约在本十年中期，供应瓶颈将冲击汽车生产。
未来的电动汽车——2025年后到来的电动汽车——可能转而使用可能比如今的锂离子电池便宜三分之二的钠离子或锂硫电池。
但它们的前景取决于总部设在柏林的泰翁公司和总部设在英国的法拉迪恩公司以及美国的莱滕公司等初创企业2023年左右在电化学领域可能出现的潜在突破。
较新的电池化学成分存在一些需要克服的问题。钠离子电池尚不能储存足够能量，而硫电池往往会迅速腐蚀，无法持久。
尽管如此，已有10多家初创企业吸引了数以百万美元投资和政府拨款，用于开发新型电池。
电动汽车电池最昂贵的元件是正极，占电池成本三分之一。
如今，大多数电动汽车电池都使用以下两种正极中的一种：镍钴锰(NCM)或磷酸铁锂(LFP)正极。
镍和钴等重要正极材料的价格两年来一路飙升。
这就是这么多企业希望替之以钠和硫等较廉价、较丰富的材料的原因，如果相关技术局限性能够解决的话。
LG化学公司前高管、咨询师普拉巴卡尔·帕蒂尔说：“钠离子绝对有一席之地，尤其是对中国、印度、非洲和南美等对成本敏感的市场中的固定储电设备和低端汽车而言。”
总部设在密歇根州的阿曼达里公司和英国初创企业AMTE电力公司正在开发以氯化钠——也就是食盐——为主要正极成分的钠离子电池。它们不需要锂、钴或镍——3种最昂贵的电池原料。
英国电池工业化中心是一家政府出资1.3亿英镑(合1.53亿美元)建设、将生产线租给初创企业测试电池化学成分的工厂。该中心总经理杰夫·普拉特说，他正试图将一家钠离子初创企业的电池安排在一个紧凑的生产时间表中，因为对于希望走在研发更好的新型电池前沿的英国来说，这样做“战略意义重大”。
美国的莱滕公司和科纳米克斯公司、德国的泰翁公司和挪威的莫罗电池公司正在研发仍需要少量锂、但不需要镍或钴的锂硫正极。
这些初创企业声称，通过使用这些无处不在的正极材料(硫被广泛用于生产化肥，所以像盐一样便宜)，可将电池成本降低最多三分之二，可能会使中产阶级以外人群也买得起电动汽车。
目前电动汽车电池组的成本通常在1万至1.2万美元之间。
科纳米克斯公司首席执行官夏洛特·汉密尔顿说：“如果我们能实现与世界上最大的一些汽车制造商一起确定的目标，那么，我们就可以下场比赛了。”
这些电池初创公司说，它们正与各大汽车制造商洽谈，其中一些制造商正在积极测试可能会在2030年前随大众市场电动汽车上路的新型电池。汽车企业迫切希望保留选择余地。
福特公司F150闪电电动皮卡的首席工程师琳达·张(音)说：“随着时间推移，会有更多(电池)化学成分问世。不利用这些化学成分是愚蠢的。”
在特斯拉公司的2020年电池日上，首席执行官埃隆·马斯克说，针对使用不同材料的锂离子电池，需要采取“三管齐下方式”，以制造“真正买得起的”电动汽车——主要使用铁基LFP电池——以及使用正极材料为钴或铝的镍基NCM或NCA电池的体型更大、功率更大、较为昂贵的电动汽车。
电池研发者希望，他们能将钠离子和锂硫电池加入可供汽车行业选择的选项。
咨询公司野村绿色科技公司的总经理邓肯·威廉姆斯说，最近的发现正在缩小能源密度和充电循环寿命等问题上的差距，“因此我们预计这两个选项将来都能占据一定市场份额”。
总部设在密歇根州的阿曼达里公司的合伙人埃米·陈(音)说，最先安装阿曼达里公司的电池的交通工具可能会是电动两轮车。
埃米·陈说，除了成本优势，阿曼达里的电池还能非常快地充电——15分钟充电80%。
AMTE电力公司首席执行官凯文·布伦迪什说，该公司最开始将针对固定能源存储系统推出电池，比如电网运营商使用的能源密度不太重要的储能系统。
法拉迪恩公司的奎因说，该公司生产的电池也已具备与LFP电池竞争的实力，而且该公司已与大型农业综合企业澳大利亚ICM公司组建一家合资企业，生产能源储存设备。
奎因说，法拉迪恩公司的相对较小的电池应该比铁基LFP电池便宜三分之一。
他说，法拉迪恩公司已与“几乎每家大型汽车公司”进行了讨论，“未来3到5年内，你会看到(我们的电池)上路”。
总部设在加利福尼亚州的初创企业莱滕公司的首席电池技术官塞莉纳·米科瓦伊恰克说，硫是一种可在电池中发挥作用的“顶呱呱的化学成分”。“项目建议书”数据公司的数据显示，莱滕公司已从投资者处吸引到4750万美元资金。
但她说，它是“属于未来的化学成分，是能让电池进入大众市场的化学成分”。
泰翁公司——Theion在古希腊语中是硫的意思——首席执行官乌尔里希·埃梅斯说，硫的问题在于腐蚀性太强，充电30次后会让电池报废。
但他说，这家总部设在柏林的公司在若干天使投资者和私人投资者支持下已开发出一种处理和涂覆锂硫电极的方法，应该能使之与电动汽车寿命相当。
泰翁公司的电池预计将在今年晚些时候开始为发射中的商用火箭的涡轮泵提供动力。埃梅斯说，公司计划2024年开始向汽车制造商交付测试电池，首批电动汽车电池量产预计将在2027年左右开始。
泰翁公司认为，其锂硫正极能存储的电量是标准NCM电池的3倍，充电速度超快，而且能将电池成本降低三分之二，至每千瓦时34美元左右。
埃梅斯说：“它便宜，能量密度高，所以，它的好处是毋庸置疑的。”
英国政府投资培育新电池技术的项目法拉第电池挑战赛的负责人托尼·哈珀表示，汽车业界日益担心锂、钴、锰和镍的供应，因此新化学成分至关重要。
哈珀说：“这将减轻我们原本认为将是一种非常困难的局面所构成的压力。”
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