為打破現有的電動車生態,歐、美、日各大車廠陸續看上兼顧里程與安全優勢的固態鋰電池,希望逆襲獨霸磷酸鐵鋰等液態鋰電池市場的中國,今年6月中,豐田(TOYOTA )更重磅宣布2027年將推出全固態鋰電池電動車。
本刊調查,台廠在固態鋰電池的布局,除了新創公司輝能科技已啟動法國設廠事宜之外,台塑試產線預計年底開出,鴻海也投資美國SES,而工研院則協助愛國者綠能打造供應鏈。台廠在這場次世代電池之爭中,正摩拳擦掌搶攻市場。
回顧今年上半年的科技大事,除輝達(NVIDIA)創辦人黃仁勳來台掀起AI旋風之外,在離台灣近1萬公里的法國,也有位台灣囝仔—輝能創辦人楊思枏在當地聲名陡起,來自桃園的輝能科技宣布,將斥資52億歐元在法國敦克爾克蓋48GWh(百萬瓩時)固態鋰電池超級工廠。
輝能科技選在法國敦克爾克斥資52億歐元興建固態鋰電池超級工廠,獲法國總統馬克宏(中)高規格接待。右為輝能創辦人楊思枏。(翻攝輝能科技臉書)
5月中的輝能簽約典禮,法國總統馬克宏(Emmanuel Macron)親自出席,給足了面子。楊思枏告訴本刊,除了馬克宏,賓士(Mercedes-Benz)等歐洲主要車廠也都派出高層與會,可見車廠對固態鋰電池相當重視。
卡位固態鋰 謀反超中國
「現今鋰電池中間的電解質是有機溶液,有安全疑慮,大家(車廠)才會積極尋求固態解決方案。理論上,這是一個對的方向。」台灣電池協會理事長楊敏聰告訴本刊。
知識力科技執行長曲建仲向本刊說明,固態鋰電池是把電解質從液體變固體,較不易發生漏液、燃燒等危險,加上體積縮小,能容納更多電池,因此提升能量密度,里程續航力也比液態鋰電池高,被視為次世代電池最佳選擇。
液態鋰電池因中間的電解質為有機溶液,有安全疑慮,車廠積極尋求固態解決方案。圖為Solid Power固態鋰電池產品。(翻攝Solid Power twitter)
專家指出,占電動車成本4成的電池,一直是車廠擴張版圖的必要元件,然而,中國長期獨大液態鋰電池市場,讓歐、美、日各國車廠紛紛將固態鋰電池視為反超武器,幾乎傾全力卡位固態鋰電池。汽車龍頭豐田(TOYOTA )2008年率先投資英國電池新創llika研究固態鋰電池,更與本田(Honda)、日產(Nissan )、松下(Panasonic)合作,領軍打團體戰。
而歐、美、韓車廠也積極入資固態鋰電池新創公司,福斯(Volkswagen)投資美國QuantumScape開發鋰金屬固態鋰電池,寶馬(BMW)、福特(Ford)、現代(Hyundai)則與Solid Power合作。
歐、美、日車廠均將固態鋰電池視為反超中國的武器,連鴻海也隨著美國新創SES掛牌參與私募成為股東。(翻攝NYSE臉書)
至於台廠,也沒在這波固態鋰電池熱潮中缺席,除輝能被賓士相中,投資近億歐元取得董事會一席次,鴻海也參與美國混合鋰金屬電池新創SES在美掛牌的私募,是鴻海2021年在台成立芯量科技後,另樁固態鋰電池投資。
豐田專利多 量產遇瓶頸
工研院材化所組長陳金銘告訴本刊,台灣電池產業上、中、下游體系成熟,可惜受限於經濟規模,多以利基市場為主,進入固態鋰電池時代後,供應鏈將重新洗牌,確實是新契機。
然而,一樣的產能,「固態鋰電池材料成本比液態鋰電池最多貴上10倍,且製程良率也有待努力,導致量產與商業化速度一直不如預期。」陳金銘一語點破固態鋰電池發展的隱憂。
這一點也可從資本市場上獲得印證,被眾多車廠捧上天的指標性公司QuantumScape掛牌後,股價從132美元曾崩跌至6.2美元,顯示商業化的速度似乎令投資人失望。
儘管如此,豐田今年6月中宣布,2027年將推出全固態電動車,顯示車廠仍對固態鋰電池寄予厚望。
對此,楊敏聰指出,豐田是全球固態鋰電池專利最多的業者,但上市時程卻不斷延後,從2023年、2025年延至2027年,顯示量產不易。
愛國者綠能科技總經理特助高志勇分析,固態鋰電池的電解質,現為有機聚合物、無機的硫化物與氧化物3種來源,最大瓶頸都是與正負極之間的電導率偏低,因為是固體,沒有液體緊密,穩定性是問題。
工研院衍生而出的愛國者綠能務實地從樹脂材料切入,嘗試與鴻海、台塑攜手打造國產供應鏈。圖為愛國者綠能董事長彭裕民。
針對電導率與安全性,愛國者綠能董事長彭裕民以「豆漿↓豆花↓豆乾」來形容鋰電池鋰離子在電解質固化狀態,指鋰離子在液態下,可像魚一樣在正負極悠遊,成了全固態容易游不動、阻抗高,導致充放電困難。因此,加入一定比例的膠狀材料,即類固態(半固態),是目前業界認為可行的做法。
有賓士撐腰的輝能能否引領台廠在固態鋰電池彎道超車?專家認為可觀察桃園觀音新廠下半年實際量產進度。圖為輝能總部。
輝能攻電車 有富爸撐腰
「輝能去年出貨給Gogoro的固態鋰電池,就是類固態!」不具名的業界人士透露。對此,輝能行銷副處長許容楨解釋,公司2012年確實從全固態鋰電池起家,但放諸同業都面臨快充瓶頸,公司的解法就是在電池正負極介面加點膠狀材料提升導電性,而內部也有更創新的技術尋求突破。
輝能從全固態鋰電池起家的產品,指的就是當年與HTC合作開發的手機充電殼,此產品雖未一炮而紅,卻意外獲得中國與賓士車廠注意,為輝能帶來進軍電動車領域的契機。
面對國外同業發展不如預期、固態鋰電池量產時程遭受質疑退燒,輝能執行長楊思枏語帶保留地提出他的觀察:「他們(美國新創)的問題在於上市前的產能建置,稍微需要做一點合理斟酌…」接著強調,「輝能從2006年開始耕耘固態鋰電池技術,一路走來有實際商業化的經驗,克服良率問題後,產能才一步步地緩慢放大。」
愛國者結盟 攜台廠搶市
說來也真巧,輝能法國新廠也預計2027年量產,時程跟豐田一樣,頗有一較長短的味道。然而,輝能能否兌現承諾?楊敏聰認為或許可從輝能桃園觀音新廠實際量產進度觀察,該廠為全球第1座1至2GWh的固態鋰電池工廠,對外宣稱今年下半年投產,若投產順利,表示輝能的確跑在前面。
輝能有賓士等富爸撐腰,從工研院衍生而出的愛國者綠能,則是肩負國產供應鏈使命,務實地從樹脂材料切入,以工研院自研的網狀聚醯胺環氧樹脂(NAEPE),嘗試先從類固態鋰電池發展。
彭裕民表示,樹脂類固態可沿用液態鋰電池製程,除能量密度與安全性均可提高,量產與標準化也較容易,公司已與格斯科技、中華汽車策略聯盟,從商用車先展開合作。此外,鴻海、台塑也是愛國者綠能嘗試合作的對象,據了解,鴻海旗下芯量科技正積極評估樹脂固態技術可行性。對此,彭裕民表示不便多加評論。
楊敏聰表示,雖然車廠對固態鋰電池期待甚高,但「性價比」仍是成功與否關鍵,期許台廠透過各種合縱連橫的方式,在市場起飛時能大鳴大放。
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