中國粉體網(wǎng)訊 鈉離子電池是一種二次電池,，近年來在新能源儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。事實(shí)上,，鈉離子電池最早在20世紀(jì)80年代初便受到關(guān)注,，但是由于鋰優(yōu)異的電化學(xué)性能,，鈉離子電池尚未得到廣泛研究與應(yīng)用�,，F(xiàn)今,，隨著電動(dòng)汽車和智能電網(wǎng)時(shí)代的到來,，鋰資源的短缺將成為制約鋰離子電池發(fā)展的重要因素，因此迫切需要開發(fā)綜合性能優(yōu)異的下一代儲(chǔ)能電池系統(tǒng),。鈉和鋰屬同一主族,，理化性質(zhì)相似，而鈉資源豐富,，成本低廉,，因此鈉離子電池是非常有前途的電池系統(tǒng),。
2010年后,，國內(nèi)外涌現(xiàn)了幾十家研究鈉離子電池的公司。其中,，由于國內(nèi)所能查閱到的國外鈉離子電池的研發(fā)公司資訊較少，絕大多數(shù)僅對其名字和研發(fā)產(chǎn)品的一筆帶過,，因此本文將詳細(xì)介紹美國的一家鈉離子電池研發(fā)公司：Natron Energy,。
1.公司概況
Colin Wessells于2012年以斯坦福大學(xué)博士生的身份創(chuàng)立了Natron Energy公司（以下簡稱Natron）。公司成立的愿景是提供高安全性,、高功率的電池,。經(jīng)過不斷擴(kuò)展的科學(xué)家與工程師團(tuán)隊(duì)的開發(fā)，Natron現(xiàn)在在加利福尼亞州圣克拉拉運(yùn)營著一條先進(jìn)的離子鈉電池試點(diǎn)生產(chǎn)線,。2020年,，Natron成功上市了UL1973 鈉離子電池產(chǎn)品，并開始向數(shù)據(jù)中心,、叉車和電動(dòng)汽車快速充電市場的商業(yè)客戶出貨,。公司的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)取自現(xiàn)有的鋰離子制造技術(shù)，因此公司能夠快速擴(kuò)展,。隨著鈉離子電池供應(yīng)鏈和工廠協(xié)議的達(dá)成,，Natron的生產(chǎn)能力預(yù)計(jì)能夠在2022年增加200倍,。
2.公司使命
Natron Energy作為一家研究鈉離子電池的公司，無比注重電池的安全性,，將高安全性列為研發(fā)的首要目標(biāo)�,！拔覀兿嘈烹姵兀╞attery）安全始于基本電池（cell）級(jí)別。我們不在乎你將多少電路固定在電池上,，或者你在電池周圍包裹了多少金屬或碳纖維，如果你用的基本電池在所有測試條件下都不是100%安全，那么總會(huì)有麻煩,�,！�
基于此,，Natron采用了不同于大多數(shù)鈉離子電池公司所選用的有機(jī)電解液作為自己鈉離子電池產(chǎn)品的電解質(zhì)，而是選擇了更加安全的水系電解液,。
3.公司技術(shù)
Natron Energy生產(chǎn)的鈉離子電池的正極材料和負(fù)極材料均采用的是普魯士藍(lán)化合物的路線,，電解液采用的是安全的水系電解液。其獲得專利的普魯士藍(lán)電極能夠更快,、更頻繁地嵌入和脫嵌鈉離子,，并且具有更低的內(nèi)阻,。Natron的鈉離子電池聲稱在充電/放電過程中能做到幾乎零應(yīng)變,，循環(huán)速度提高10倍，循環(huán)壽命超過50000次,。這在其他鈉離子電池產(chǎn)品中處于相當(dāng)高的位置,。
圖：Natron Energy生產(chǎn)的鈉離子電池技術(shù)圖
Natron的鈉離子電池可以利用標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子軟包電池生產(chǎn)線生產(chǎn),。同時(shí),，為了資源的可持續(xù)化,，Natron的電池不依賴鈷等稀土材料,，也沒有采用鋰這樣有供應(yīng)短缺風(fēng)險(xiǎn)的材料。 Natron的電池由包括鋁,、鐵,、錳和鈉離子在內(nèi)的商品材料制成,，是鉛和鋰電池的可靠替代品。
4.公司產(chǎn)品
Natron Energy目前生產(chǎn)的鈉離子電池型號(hào)為BlueTray 4000。BlueTray 4000采用標(biāo)準(zhǔn)1U19英寸機(jī)架式配置，在48V直流電下可放電2分鐘,，峰值功率為6kW,，工作功率為4kW,，可在8分鐘內(nèi)充滿電，并且可以循環(huán)50000次以上,。BlueTray 基于核心普魯士藍(lán)電池技術(shù)，已通過UL認(rèn)證并可供購買,。
圖：Natron Energy生產(chǎn)的BlueTray 4000鈉離子電池
Natron官方提供的與其他電池的性能對比圖如下：（注：EDLC:雙電層電容,；VRLA:鉛蓄電池；Li-ion:鋰離子電池）
圖：各類電池深度放電循環(huán)壽命對比
圖：各類電池安全性能對比（注：Low Fire Risk:低起火風(fēng)險(xiǎn)；No acid:不含酸；No Heavy Metals:不含重金屬）
圖：各類電池功率密度對比（W/L，2分鐘）
圖：各類電池能量效率對比（1小時(shí)充放電的循環(huán)效率）
圖：各類電池能量密度對比
5.公司重要?jiǎng)酉?/strong>
1)2021年7月,，Xtreme Power Conversion公司引入了業(yè)界首款以Natron生產(chǎn)的鈉離子電池為特色的架式不間斷電源系統(tǒng)（UPS）,。
2)2021年，Natron吸收了大量來自電池和太陽能行業(yè)的研究人員,，擴(kuò)展了公司規(guī)模,。
3)2020年11月，美國《化學(xué)化工新聞》(C&EN)將Natron評(píng)為 2020年十大值得關(guān)注的初創(chuàng)企業(yè)之一,。
4)2020年10月美國《紐約時(shí)報(bào)》將Natron列為為數(shù)不多的在新冠疫情下蓬勃發(fā)展的高科技初創(chuàng)企業(yè)之一,。
5)2020年9月，Natron的BlueTray 4000鈉離子電池首次上市,。
6)2020年9月，Natron因生產(chǎn)鈉離子電池而獲得美國能源局（ARPA-E）頒發(fā)的2000萬美元獎(jiǎng)金,。
7)2019年1月,，Natron宣布獲得雪佛龍的戰(zhàn)略科技風(fēng)險(xiǎn)投資,。
6.總結(jié)
可以看出，Natron Energy是一家注重安全,、環(huán)保的鈉離子電池公司,，也是使用普魯士藍(lán)材料的鈉離子電池的世界領(lǐng)頭人之一。其主要生產(chǎn)的鈉離子電池已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,，公司的下一步目標(biāo)是形成鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈來擴(kuò)大生產(chǎn),。其生產(chǎn)的鈉離子電池，安全性,、原料來源,、循環(huán)壽命以及能量效率均十分優(yōu)異，大大超過市面上的鋰離子電池,。電池的功率密度略低于鋰離子電池,，但是能量密度遠(yuǎn)低于鋰離子電池——僅與鉛蓄電池相當(dāng)。這說明,，雖然電池的單位體積輸出功率尚可,，但是由于能量密度低，可放電時(shí)長太短,。文中有提到,，BlueTray 4000在48V直流電下僅能放電兩分鐘。這或許會(huì)成為制約其商業(yè)化的短板,，提升電池的能量密度預(yù)計(jì)也將成為公司的重點(diǎn)研發(fā)目標(biāo),。
參考來源：
1.Natron Energy官網(wǎng). https://natron.energy/
2.陳建文，劉勇來. 鈉離子電池專題報(bào)告
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/波德）
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