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GE重金砸向鈉鹽電池

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 13:45:53 來源：《中國科學報》

最近，通用電氣（GE）公司宣布再投入7000萬美元擴建位於美國紐約的電池工廠。經過多年研發，GE研發的Durathon鈉鹽電池技術已經實現商業化。
GE董事長兼首席執行官伊梅爾特認為，這項新業務有望在幾年後為GE帶來10億美元的年收入。
而為了這種新型電池，GE已經投入重金：一個四五十人的研發團隊堅持10年投入其中，其代價相當於一個年收入在1400億美元以上的AAA級公司的資金和技術支持。
近日，GE中國研發中心電化學技術實驗室經理黃群健博士向記者介紹，中國科學家在其中提供了很多原創性技術。
鈉鹽電池優勢多
Durathon鈉鹽電池的原料是極易獲得的氯化鈉和鎳，首次充電以後在負極室形成鈉金屬,在正極室形成氯化鎳,由此不斷充放電循環使用，因此也可稱為鈉氯化鎳二次電池或鈉鎳電池。據悉，GE的第一代鈉鹽電池主要用於數據中心和通訊基站的備用電源。
這種新型電池具有一定優勢。例如，同鉛酸電池相比，鈉鎳電池的能量密度是其兩倍以上，壽命為10倍(bei)左(zuo)右(you)。如(ru)考(kao)慮(lv)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)，則(ze)鈉(na)鎳(nie)電(dian)池(chi)的(de)成(cheng)本(ben)有(you)望(wang)和(he)鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)競(jing)爭(zheng)，全(quan)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)的(de)經(jing)濟(ji)性(xing)則(ze)更(geng)強(qiang)。而(er)同(tong)鋰(li)電(dian)池(chi)相(xiang)比(bi)，鈉(na)鹽(yan)電(dian)池(chi)不(bu)存(cun)在(zai)發(fa)生(sheng)起(qi)火(huo)爆(bao)炸(zha)的(de)危(wei)險(xian)。
和日本NGK公司已經商業化生產的鈉硫電池一樣，鈉鎳電池也是一種高溫電池，運行溫度在300攝she氏shi度du左zuo右you。鈉na硫liu電dian池chi製zhi造zao生sheng產chan時shi需xu要yao在zai負fu極ji室shi直zhi接jie填tian充chong鈉na金jin屬shu，高gao溫wen下xia易yi燃ran。但dan據ju黃huang群qun健jian介jie紹shao，鈉na鎳nie電dian池chi在zai製zhi造zao時shi不bu存cun在zai鈉na金jin屬shu，相xiang對dui更geng為wei安an全quan。而er且qie，氯lv化hua鎳nie本ben身shen可ke作zuo為wei非fei常chang好hao的de滅mie火huo材cai料liao，一yi旦dan電dian池chi內nei部bu短duan路lu能neng將jiang金jin屬shu鈉na轉zhuan化hua為wei氯lv化hua鈉na。
目前，作為一種高能量密度電池，用於儲能和備用電源的Durathon電池已經實現了商業化。據GE 運輸集團總裁兼首席執行官羅瀾索（Lorenzo Simonelli）介紹，下一步將拓展在軌道交通、礦用車輛和船舶領域的混合動力方麵的應用。
實際上，GE看中鈉鎳電池的初衷就是用於機車供能。
據黃群健介紹，北美市場上柴油機車較為普遍，但目前還沒有一項電池技術能滿足其電氣化的需求。因此，2001年前後，GE評估了各種電池，最後選中了鈉鹽電池，至今已開展了10年的研發工作。
中國科學家功不可沒
鈉鎳電池的概念最早在上世紀70年代由南非科學家提出，後來也曾有過小規模商業示範，但始終未走向成熟和大規模使用。
在已有多年研發積累的基礎上，GE投入重金：10年中，GE全球研發中心一直保持了幾十人的穩定團隊，美國、印度、中國研發中心的科學家都參與其中。
而作為重點方向，鈉鹽電池還獲得了伊梅爾特的CEO專項基金持續支持。伊梅爾特評價稱：“我們不僅僅發明了一種新電池，更是創造了一項新業務。”因此，GE在研發電池的同時，也設計了高效的電池製造流程和市場開發戰略。
這其中，重要的一步是在2007年並購了英國研發公司——Beta R&D。由於該公司積累了大量的電池中試生產經驗，此次並購也減輕了GE科學家將產品從實驗室推向生產線的壓力，加速了產業化進程。
2010年，鈉鹽電池項目獲得GE年度大獎——Whitney技術成就獎。該獎項以知名化學家Willis R. Whitney命名，他也是GE全球研發中心首任負責人。獲得Whitney獎代表著這項技術是GE全球研發中心眾多項目中最有前景的方向之一。獲此獎項的也包括GE中國研發中心的Durathon研究小組。
從2007年開始，GE中國研發中心的科學家參與到Durathon鈉鹽電池技術的開發中。利用自身電化學方麵的優勢，他們通過優化電池結構設計、改gai進jin核he心xin部bu件jian以yi及ji優you化hua電dian化hua學xue反fan應ying機ji製zhi，提ti供gong了le很hen多duo原yuan創chuang性xing新xin技ji術shu，有you效xiao提ti高gao了le電dian池chi的de功gong率lv密mi度du和he安an全quan性xing能neng。同tong時shi，他ta們men還hai配pei合he全quan球qiu研yan發fa中zhong心xin，共gong同tong攻gong克ke了le很hen多duo技ji術shu難nan關guan，如ru電dian池chi失shi效xiao機ji理li的de分fen析xi和he預yu防fang、電池管理係統的優化設計，以及批量生產的流程優化等等。
“中國研發中心的執行力很強，體現出了‘中國速度’。”黃群健告訴記者，開發新產品的價值不僅僅是打開一項新業務，也培養了一個新的研發團隊，其價值遠高於產品在短期內帶來的利潤。
目前，GE中國研發中心已經建立起了從單電池到多電池的測試能力，且單體電池測試能力達到130千瓦。將來在同中國客戶對接時，該中心還能夠根據客戶要求進行本地測試。
如何成就10億美元
對於伊梅爾特10億美元年產值的期望，美國Lux Research公司電池市場推廣專家Brian Warshay認為：“在我看來當然是可信的。”
目前，尼日利亞已經向GE采購了6000塊Durathon電池，明年將用於手機信號發射塔。另外，美國的風電場和配電網也向GE發來訂單。但伊梅爾特表示，GE會將運用範圍從電信擴展到新領域，如新一代高能效汽車、火車機車和礦用車輛等。
目前，車用電池以鋰電池為主，但存在能量密度低、成本高、安全性差等問題，而且鋰電池在室外低溫條件下很難充電。
“尤其在機車的條件下，鉛酸、鎳氫、鋰電池等都存在各自的缺陷。”黃群健表示，鈉鹽電池如能夠提高功率，則可彌補上述缺點，成為移動終端的理想電源。
不過，目前第一代Durathon電池相對薄弱的環節正是功率密度。“現在的開發重點就是高功率鈉鹽電池，從技術儲備和成熟度來看，我們正在一步步向生產靠近。”黃群健說。
黃群健還指出，GE的商業體係不僅限於電池開發，還包括整個係統和解決方案以及從電池衍化出來的其他技術，如電池管理係統、電力電子技術、電池封裝技術等。
實際上，包括中國企業在內，很多公司也在進行鈉鹽電池的開發。對此，黃群健表示：“做到10億美元的業務需要耐心和基礎，GE此前在這方麵有很強的技術積累，絕不僅僅是10年的時間。”
伊梅爾特也表示：“這種新電池成分很簡單，但從設計和科學的角度來看，非常先進。”據悉，鈉鎳電池技術包含了30項專利。
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