中国储能网讯：GE科学家多年研发的Durathon钠盐电池走出实验室，走向市场。

    最近，通用电气（GE）公司宣布再投入7000万美元扩建位于美国纽约的电池工厂。经过多年研发，GE研发的Durathon钠盐电池技术已经实现商业化。
GE董事长兼首席执行官伊梅尔特认为，这项新业务有望在几年后为GE带来10亿美元的年收入。

    而为了这种新型电池，GE已经投入重金：一个四五十人的研发团队坚持10年投入其中，其代价相当于一个年收入在1400亿美元以上的AAA级公司的资金和技术支持。

    近日，GE中国研发中心电化学技术实验室经理黄群健博士向《中国科学报》记者介绍，中国科学家在其中提供了很多原创性技术。

    钠盐电池优势多

    Durathon钠盐电池的原料是极易获得的氯化钠和镍，首次充电以后在负极室形成钠金属,在正极室形成氯化镍,由此不断充放电循环使用，因此也可称为钠氯化镍二次电池或钠镍电池。据悉，GE的第一代钠盐电池主要用于数据中心和通讯基站的备用电源。

    这种新型电池具有一定优势。例如，同铅酸电池相比，钠镍电池的能量密度是其两倍以上，寿命为10倍左右。如考虑使用寿命，则钠镍电池的成本有望和铅酸电池竞争，全生命周期的经济性则更强。而同锂电池相比，钠盐电池不存在发生起火爆炸的危险。

    和日本NGK公司已经商业化生产的钠硫电池一样，钠镍电池也是一种高温电池，运行温度在300摄氏度左右。钠硫电池制造生产时需要在负极室直接填充钠金属，高温下易燃。但据黄群健介绍，钠镍电池在制造时不存在钠金属，相对更为安全。而且，氯化镍本身可作为非常好的灭火材料，一旦电池内部短路能将金属钠转化为氯化钠。

    目前，作为一种高能量密度电池，用于储能和备用电源的Durathon电池已经实现了商业化。据GE 运输集团总裁兼首席执行官罗澜索（Lorenzo Simonelli）介绍，下一步将拓展在轨道交通、矿用车辆和船舶领域的混合动力方面的应用。

    实际上，GE看中钠镍电池的初衷就是用于机车供能。

    据黄群健介绍，北美市场上柴油机车较为普遍，但目前还没有一项电池技术能满足其电气化的需求。因此，2001年前后，GE评估了各种电池，最后选中了钠盐电池，至今已开展了10年的研发工作。

    中国科学家功不可没

     钠镍电池的概念最早在上世纪70年代由南非科学家提出，后来也曾有过小规模商业示范，但始终未走向成熟和大规模使用。

    在已有多年研发积累的基础上，GE投入重金：10年中，GE全球研发中心一直保持了几十人的稳定团队，美国、印度、中国研发中心的科学家都参与其中。

    而作为重点方向，钠盐电池还获得了伊梅尔特的CEO专项基金持续支持。伊梅尔特评价称：“我们不仅仅发明了一种新电池，更是创造了一项新业务。”因此，GE在研发电池的同时，也设计了高效的电池制造流程和市场开发战略。

    这其中，重要的一步是在2007年并购了英国研发公司Beta R&D。由于该公司积累了大量的电池中试生产经验，此次并购也减轻了GE科学家将产品从实验室推向生产线的压力，加速了产业化进程。

    2010年，钠盐电池项目获得GE年度大奖Whitney技术成就奖。该奖项以知名化学家Willis R. Whitney命名，他也是GE全球研发中心首任负责人。获得Whitney奖代表着这项技术是GE全球研发中心众多项目中最有前景的方向之一。获此奖项的也包括GE中国研发中心的Durathon研究小组。

    从2007年开始，GE中国研发中心的科学家参与到Durathon钠盐电池技术的开发中。利用自身电化学方面的优势，他们通过优化电池结构设计、改进核心部件以及优化电化学反应机制，提供了很多原创性新技术，有效提高了电池的功率密度和安全性能。同时，他们还配合全球研发中心，共同攻克了很多技术难关，如电池失效机理的分析和预防、电池管理系统的优化设计，以及批量生产的流程优化等等。
“中国研发中心的执行力很强，体现出了"中国速度"。”黄群健告诉记者，开发新产品的价值不仅仅是打开一项新业务，也培养了一个新的研发团队，其价值远高于产品在短期内带来的利润。

    目前，GE中国研发中心已经建立起了从单电池到多电池的测试能力，且单体电池测试能力达到130千瓦。将来在同中国客户对接时，该中心还能够根据客户要求进行本地测试。

    如何成就10亿美元

    对于伊梅尔特10亿美元年产值的期望，美国Lux Research公司电池市场推广专家Brian Warshay认为：“在我看来当然是可信的。”
 
    目前，尼日利亚已经向GE采购了6000块Durathon电池，明年将用于手机信号发射塔。另外，美国的风电场和配电网也向GE发来订单。但伊梅尔特表示，GE会将运用范围从电信扩展到新领域，如新一代高能效汽车、火车机车和矿用车辆等。
目前，车用电池以锂电池为主，但存在能量密度低、成本高、安全性差等问题，而且锂电池在室外低温条件下很难充电。

    “尤其在机车的条件下，铅酸、镍氢、锂电池等都存在各自的缺陷。”黄群健表示，钠盐电池如能够提高功率，则可弥补上述缺点，成为移动终端的理想电源。
不过，目前第一代Durathon电池相对薄弱的环节正是功率密度。“现在的开发重点就是高功率钠盐电池，从技术储备和成熟度来看，我们正在一步步向生产靠近。”黄群健说。

    黄群健还指出，GE的商业体系不仅限于电池开发，还包括整个系统和解决方案以及从电池衍化出来的其他技术，如电池管理系统、电力电子技术、电池封装技术等。
实际上，包括中国企业在内，很多公司也在进行钠盐电池的开发。对此，黄群健表示：“做到10亿美元的业务需要耐心和基础，GE此前在这方面有很强的技术积累，绝不仅仅是10年的时间。”

    伊梅尔特也表示：“这种新电池成分很简单，但从设计和科学的角度来看，非常先进。”据悉，钠镍电池技术包含了30项专利。