美国新建动力电池试制生产线：推动储能更安全、成本更低

美国近期落成全新电池试制生产线，有望助力科研人员研发适配电网、安全性更高、造价更低的储能技术。

这条新试制生产线落户于占地 9.3 万平方英尺（约 8640㎡）的电网储能创新中心（GSL），由美国能源部（DOE）下辖西北太平洋国家实验室（PNNL）运营，场址位于华盛顿州里奇兰。

据 PNNL 介绍，这条新投产生产线设于 1400 平方英尺（约 130㎡）实验室内，全套设备共计 16 台，也是美国国家实验室体系内首条方形电芯专用试制生产线。

PNNL 科研人员表示，依托该产线可在工业化标准体量下完成新型电池方案的试制、测试与性能验证。电网储能创新中心运营主管亚当・吉夫莱卡斯称：“这套设施打通了实验室科研与产业化落地之间的技术鸿沟。”

——新型电网储能研发枢纽

噶是指生产线主打方形电芯生产。方形电芯呈矩形，体积大于圆柱电芯，外形类似 9V 叠层电池，单体电芯储能容量更高。电芯采用高强度金属壳体封装，不易出现热失控，现已成为电网储能的主流选型。

项目首席研究员、PNNL 材料学博士马克・韦勒解释：金属材质导热性能优于绝大多数复合材料，能够加速电芯散热。他补充道：“导热性能优化、电芯结构一致性提升、模组空间排布集约化，既能提升电池安全系数，还能有效压缩制造成本。”

同时，规整的矩形结构便于电芯紧密堆叠，相比圆柱电池可大幅减少模组内部冗余空间，提升整包系统能量密度。

吉夫莱卡斯提到，该中心将加速电池技术从实验室研发走向量产落地的进程：“我们可为外部科研团队、产业合作方提供方形电芯方案的试制验证服务。”

——试制生产线正式启动试运行

PNNL 介绍，整套生产线安置在特种无水干燥实验室中，室内环境湿度控制标准优于全球多数极端干旱地区。严控低湿环境至关重要，微量水汽就会腐蚀电池精密元器件。

该设施已于今年年初完成设备联调验收，科研团队正筹备多项验证试验，全面核验生产线实操性能。韦勒强调，生产线核心考核目标是稳定量产一致性优异的高品质方形电芯。

他在新闻稿中说明：“制备一枚纽扣电池仅需数毫克原料，而一颗方形电芯用料至少 1 千克。体量跨度大幅提升后，在纽扣电池上表现优异的电化学配方，无法直接照搬用于方形电芯生产。”

为落地技术验证，科研团队将选用两种产业化前景突出的电化学体系试制方形电芯：钠离子电池与磷酸铁锂（LFP）电池。

电芯试制完成后，研究人员将对两类产品开展多轮性能、安全可靠性测试。韦勒总结：“依托这条试制生线，我们可以承接企业难以单独投入资金开展的前沿研发与中试验证，助力先进电池技术顺畅完成成果转化、落地市场化应用。”