三个多世纪以来,普鲁士蓝普鲁士白钠(Na₂Fe[Fe(CN)₆])曾因其鲜艳的色彩而备受艺术界推崇,近年来更被用作一种医学解毒剂。如今,它的浅色近亲——普鲁士白钠(Na₂Fe[Fe(CN)₆])——正崛起为下一代经济实惠、可持续储能技术的有力竞争者。普鲁士白钠的能量密度可与当今的磷酸铁锂(LFP)电池相媲美,有望彻底改变从电网级储能系统到短程电动汽车等各个领域。
从药房到权力
最出人意料的突破之一来自一家制药实验室。Macsen Labs是一家历史悠久的印度原料药和特种化学品生产商,最初研究的是普鲁士蓝作为放射性中毒的治疗方法。正是在那里,研究团队发现了普鲁士蓝的衍生物——普鲁士白,并迅速转向电池研究。
“我们这样的制药公司是如何进入储能领域的,这本身就是一个有趣的故事,”Macsen Labs首席执行官兼该项目首席研究员Achal Agrawal先生说道,“正是那份好奇心引领我们走上了这条道路。”在团队无需手套箱或其他专用设备就成功制造出基本软包电池整整一年后,Macsen Labs便建立了一个功能齐全的电化学研发中心,并为其专有技术申请了临时专利。普鲁士白合成过程。
通过其专有工艺,Macsen公司利用普鲁士白锂实现了超过150 mAh/g的能量密度,其性能可与磷酸铁锂(LFP)相媲美。该材料还展现出优异的稳定性,其开放的晶体结构赋予了钠离子快速迁移的特性,并且与现有的锂离子电池制造基础设施兼容。“就性能而言,它与LFP不相上下,但却是由储量丰富、成本低廉的钠和铁等材料制成的,”Agrawal补充道,“而且这些元素易于获取、价格实惠,不受地缘政治因素的限制。”该公司目前正在将其专有工艺扩大规模,以进行中试生产。
科学基础:理解水悖论
普鲁士白日益增长的工业兴趣源于不断涌现的基础研究。2026年2月发表于《材料化学C辑》(Journal of Materials Chemistry C)的一项里程碑式研究首次报道了该化合物的中子全散射研究。研究表明,普鲁士白框架内的动态水分子对电池性能具有“双重效应”。水合形式能够使钠离子排列更加有序,而脱水形式则会因铁氮键伸长和钠离子分布紊乱而产生结构应变。
“这些结果表明钠和水之间的关系是相互依存的,并证明骨架材料的局部结构与其性能密切相关,”作者总结道。这种更深入的理解正指导着研究人员设计更稳定、性能更高的正极材料。
重大商业和工业开发项目
科学前景正迅速转化为现实世界的投资和产业活动:
Altris与沃尔沃汽车:2025年,瑞典钠离子电池开发商Altris宣布,沃尔沃汽车旗下的风险投资机构沃尔沃汽车科技基金已成为Altris B1轮融资的战略投资者。两家公司达成协议,将在电池储能系统(BESS)产品开发方面展开合作。Altris开发了其专利阴极材料“Altris Prussian White”,并致力于改进电解液、电芯和生产工艺,以打造市场领先的钠离子电池。沃尔沃汽车将成为首家与Altris合作的汽车制造商,但目前该技术尚未计划应用于沃尔沃的电动汽车。
Northvolt:早在2023年,Northvolt就发布了一款基于硬碳负极和普鲁士白正极的钠离子电池。该公司计划率先实现普鲁士白电池的产业化生产并将其推向商业市场,强调该技术的低成本和高温安全性——这对于印度、中东和非洲等市场的储能应用尤为具有吸引力。
Litona在卡尔斯鲁厄理工学院:这家德国初创公司Litona成立于卡尔斯鲁厄理工学院(KIT),致力于普鲁士白阴极材料的工业化生产。联合创始人Sebastian Büchele指出,“竞争对手在扩大普鲁士白阴极材料的生产规模方面遇到了困难”,而Litona开发了创新的生产方法来克服这一障碍。该公司已在汉诺威工业博览会上展示了其普鲁士白阴极粉末和涂层电极,并计划为欧洲储能行业提供本地生产的材料。Litona特意选择德国作为其生产基地,认为钠离子技术是“在欧洲开启新篇章的巨大机遇”。
商业现实,仍有增长空间
普鲁士白正极材料已实现商业化。Altris 等公司正在交付或开发采用这种化学体系的钠离子电池,主要目标市场是固定式储能系统 (BESS) 和低成本出行应用,例如电动三轮车和城市公交车。然而,挑战依然存在。普鲁士白具有吸湿性——它很容易从空气中吸收水分——这会降低电池性能。科罗拉多大学博尔德分校的研究人员开发了一种铵盐处理方法,可以显著提高材料的抗湿性、循环稳定性和倍率性能,从而为提高电池耐久性指明了方向。此外,目前的研究正在探索用铁部分替代锰基普鲁士白正极中的锰,以减轻结构劣化;而其他研究则致力于解耦电极界面处的劣化机制。扩大软包电池的生产规模,并实现具有竞争力的循环寿命、能量密度和成本,仍然是该行业的关键目标。
前景
随着全球对价格合理、电网级储能的需求持续增长,电池行业正转向其他替代材料,以避免锂、钴和镍的高成本和供应链脆弱性。普鲁士白电池理论容量高达171 mAh/g,采用储量丰富的原材料,并可与现有生产基础设施兼容,因此在能源转型中具有独特的优势,有望发挥核心作用。
阿格拉瓦尔表示:“钠离子电池的真正潜力不仅在于电动汽车,还在于能够储存和管理来自太阳能和风能等可再生能源的固定式储能系统。这才是印度能源转型大规模发生的关键所在。”
18 世纪油漆店里最初出现的蓝色颜料,如今以白色形式出现,正在推动全球向更可持续、更公平的电池未来转变。













