美企复活古董电池，成本仅为锂电池1-4，储能市场或迎变革

用铁和钠这两种廉价又丰富的元素，美国初创公司Inlyte Energy成功复活了一项四十多年前的电池技术，造出了铁钠电池。

这种电池成本仅为锂电池的四分之一，还兼具极致安全性和长寿命，在当下的储能市场里，算得上是一股独树一帜的清流。

前不久，该电池已在其英国工厂完成验收测试，正式从实验室迈向产业化，系统整体效率高达83%，逼近锂电池系统85%的下限，更显著高于其他长时储能技术40%至70%的效率区间。下面我们就来详细聊聊这项复古又新潮的技术。

铁钠电池的核心配置并不复杂，正极是铁，负极是钠，中间的隔膜并非传统高分子材质，而是一种叫贝塔氧化铝的固体陶瓷电解质，它只允许钠离子通过。

正极一侧还配有二次电解质，也就是四氯铝酸钠这种钠盐。负极的钠和四氯铝酸钠都处于熔融态，简单说就是高温融化后的液态，类似岩浆的状态。

之所以采用这种形态，是因为电池内部没有液态溶剂，只有熔融态才能让离子顺利迁移，这就要求电池必须在250摄氏度左右的高温环境下运行。

放电时，负极的钠失去电子变成钠离子，电子通过外部电路流向正极，钠离子则穿过贝塔氧化铝陶瓷隔膜抵达正极区域，与外部电路传来的电子、正极的氯化铁发生反应，生成铁和氯化钠。

而熔融态的四氯铝酸钠会起到传递钠离子、维持氯离子平衡的作用，整个过程能提供2.3至2.5伏的电压平台，虽不算高但完全够用。

由于250摄氏度远低于铁的熔点，正极的铁会始终保持固态，不会融化。充电过程则完全相反，钠离子反向穿梭回负极，完成循环。

很多人会疑惑，高温运行是否会耗费大量能量。其实启动时确实需要预热，将钠和二次电解质加热到熔融态，消耗一定电力，但运行起来后温度就能自维持。

一方面系统有完善的绝热措施，能最大限度减少热量损失；另一方面电池化学反应产生的焦耳热和反应热，可补偿轻微散发的热量，仅在长期静止后需要重新加热恢复最佳工况。

这也是它电芯级效率能达90%、系统级效率83%的关键，即便高温运行，能耗也控制得很好。凭借优良的绝热设计，它还能在零下30度至零上50度的环境中正常工作，且绝热设计集中在模块层，模块越大成本越易摊薄，目前已造出超过300千瓦时的大型模块，是全球同类型最大规格。

铁钠电池并非全新发明，其技术原型是四十多年前的Zebra电池，这个名字源于非洲沸石电池研究的缩写。

这种钠金属氯化物电池最早由南非科学家提出，1970年代后期约翰·古迪纳夫博士提出概念并设计成型，1986年专利正式公布，80年代后期曾授权英国公司商业化，应用于军事和交通领域，后来因锂电池崛起逐渐淡出视野。

技术的轮回在2021年上演，斯坦福大学一位研究员创立了Inlyte Energy，2022年收购了当年的英国公司，还从通用电气、特斯拉招募大量人才专攻这项技术。

他们对原版电池做了关键改良，最核心的就是将正极从镍基材料换成了铁基材料。原版技术最初也尝试过铁基，因反应动力学慢、副反应多、电压平台低才改用镍基。

而如今铁钠电池主打储能场景，无需像当年的动力电池那样追求高电压，且铁的成本远低于镍。通过对铁基材料做颗粒级优化、调整二次电解质成分、改进制造工艺，全新的铁钠电池成功实现产业化，这项沉寂近半个世纪的技术得以重见天日，也因此获得了美国能源部的资助。

铁钠电池能受到资本关注，核心在于它在电化学储能领域的独特优势。和主流锂电池相比，安全性是首要卖点。

虽然高温运行看似反直觉，但它没有锂电池的有机电解液，不会释放氧气，本身适配250摄氏度高温环境，再加上绝热设计，对热量积累耐受性极强，安全性天生更优。

成本方面，铁、钠、氯化物等原材料廉价易得，无需锂电池所需的贵金属和锂资源，可实现本土化生产，大规模部署时经济性凸显。寿命上，它能达到20年使用寿命，7000至10000次循环后无明显衰减，这也是锂电池难以比拟的优势。

和全钒液流电池、锌溴液流电池等其他储能技术相比，铁钠电池83%的系统效率更具竞争力，在长时储能领域能提供更好的气候韧性，适合部署在高火灾风险地区，可完美弥补锂电池在特定场景的不足，形成储能市场的互补格局。

但铁钠电池终究只是替代选项，暂时无法撼动锂电池的地位。它的能量密度仅约100瓦时每千克，不及最基础的磷酸铁锂电池，在对能量密度有要求的场景中缺乏竞争力。

更关键的是，这条技术路线鲜有大厂布局，目前仅美国、澳大利亚等少数国家的初创企业在推进，未来虽可能通过示范项目获得一定市场存在感，但要形成规模效应难度极大。

毕竟锂电池储能的综合优势显著，仍是当前的主流趋势。你认为美国这项铁钠电池技术能走得通吗？欢迎留下观点。