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人類的必須品 卻像不定時炸彈？
2024/07/11 07:12LTN經濟通》人類的必須品 卻像不定時炸彈？ - 自由財經 https://bit.ly/3XTemXC
近年鋰電池發生起火的事件在世界各地頻傳，包括大到電動車、小至隨身行動電源都有火災事故。（美聯）
鋰電池是一把雙刃刀  便利卻具風險
歐祥義／核稿編輯〔財經頻道／綜合報導〕
鋰電池（Li-ion Battery）為世界提供動力，小到可攜式的電子產品、大則運輸工具都可見到「鋰」身影，雖然便利但也潛藏風險。2024年6月底南韓一間電池製造工廠發生火災、因當時存放了3.5萬顆鋰電池，在易燃特質且會不斷爆炸下，火勢一發不可收拾、難以被撲滅，同時還會伴隨有毒氣體，歷經了22小時才結束、造成23人死亡，為南韓近年來死亡人數最多的火災之一。
不只在南韓，鋰電池發生起火的事件在世界各地頻傳，包括電動車、電動滑板車的電池發生自燃，隨身攜帶的行動電源因劣質鋰電池品質問題，或充電過熱導致起火事件，甚至連飛機也發生鋰電池失效等不同的事故。
根據美國消防隊數據顯示，光是2024年的前2個月，電池所造成的相關的火災，遠比2019年全年數字多，當中鋰電池火災數量激增九倍。中國在2023年共發生超過2萬件電動自行車的火災事故，高達9成都是「電池故障」。台灣則在近5年發生435起鋰電池火警，造成9人死亡、上百人受傷。
鋰電池有易燃特質且會不斷爆炸，火勢難以被撲滅、同時伴隨有毒氣體。（法新社）
鋰化學性活潑  容易熱失控
「鋰電池」又稱二次電池，是一種以鋰為媒介來儲存能量的化學電池，通常由正極材料、負極材料、電解液、隔離膜等四種材料所組成。由於鋰是最小的金屬原子，傳導速度最高，具有體積小的特性，遇到阻礙的機率比較低，因此以鋰離子來做電池，可在電池的正負極中快速來回，形成充電與放電的作用。
但因「鋰」的化學活性活潑，也伴隨相當程度的風險，鋰電池火災新聞時有耳聞。一般而言，鋰電池起火有3種可能性，包括過充及外部短路（電池組內部絕緣不良所引起的短路），與內部短路（電池芯內部隔離膜絕緣失效，使正負極接觸所引起的短路）。
而鋰電池起火是一種「熱失控」反映，溫度高達千度並持續反應與燃燒，且同時釋放劇毒氣體氟化氫擴散至空氣中，需採用極大量的水來降溫，短時間無法真正撲滅。
福特電動車所使用的電池。（路透）
鋰電池自燃令人害怕  更改配方尋求突破
鋰電池的應用層面持續擴大，一般手機是使用單顆鋰電池，但電動車、儲能系統動輒就使用上千顆、上萬顆，倘若一顆失效，就可能發生像是放鞭炮一樣的連鎖效應，一個接著一個，造成嚴重的傷害與損失。
要改善鋰電池危險性，可從4個面向切入，包括正極材料的設計與保護被覆技術，以及電解液添加劑與高濃度鹽類設計，這是抑制電池內部短路的新型電解質，與使用高安全隔離膜塗層材料，還有電池外部散熱TIM材料等。
鋰電池的缺點是不耐過度充電、放電，若錯誤使用將會減少電池壽命，以及發生熱失控導致爆炸燃燒的安全性疑慮。因此，產學界思考，若將鋰電池裡的液態電解質轉變成固態，是否可避免燃燒、爆炸的等問題。
全球產學界透過材料改善，期望打造新一代安全的鋰電池。（路透）
新一代鋰電池改良關鍵在「電解液」？
雖然固態電池不會有爆炸或產生火災的風險，但因鋰離子傳導速率低，其電池的充放電速度比液態電池差，在講求電動車快速充電的需求下，顯得不合實際。再加上製造成本高、製程良率低，距離商轉仍有一大段距離，固態電池尚未能大幅取代的原因。
因此，市場焦點還是回到鋰電池身上，期望透過關鍵材料的改良，降低使用風險。
「電解液」，又被稱為鋰電池的「血液」，負責在電池的正負電極之間傳導電子，但在高壓下容易發生不穩定，進而造成電池性能衰退；先前日本、台灣產學界就從電解液著手，透過重新改良配方，以提高電池在高電壓下操作的穩定性與安全性。
但因成本也高，因此目前應用範圍仍侷限在電池量較小的產品、行動裝置上。
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拿電壓是3.7V，容量是3000mAh的鋰電池為例，同樣是兩節電池，如果是兩個電池串聯，那電池組的型號就是：7.4V/3000mAh，如果是兩個電池並聯，那麼型號就變為：3.7V/6000mAh。串聯時電壓會增加而容量不變，並聯時增加的是容量而電壓不變。但是我們經常使用的電池組都是串聯+並聯相結合的連接方式，比如四串兩並等等。

在電池組中是把多個電池串聯起來，得到所需要的工作電壓。如果所需要的是更高的容量和更大的電流，那就應該把電池並聯起來。另外還有一些電池組，把串聯和並聯這兩種方法結合起來。比如說把四節3.7V 2000mAh的鋰離子電池串聯起來，總電壓達到14.8V; 然後，再把兩組串聯在一起的電池組並聯起來，這樣電池組的總電量就可以從2000mAh 提高到 4000mAh。這種接法稱作“四串兩並 - 4S2P”，它的意思是：把兩組由四節電池串聯在一起的電池組並聯起來。因此，最終的電池組將是：14.8V 4000mAh。

所以總結起來就是：

　　鋰電池並聯電壓不變，可以增大供電電流 （電池容量增加）；
　　鋰電池串聯可以增大供電電壓，電流不變 （電池容量不變）。

謠言終結站》鋰電池車爆炸無法滅火？ 查核中心：錯誤資訊 - 生活 - 自由時報電子報 https://bit.ly/3Th7n58
(66) 特斯拉「三元鋰電池」實驗 爆炸燒到500度 @東森新聞 CH51 - YouTube https://bit.ly/3TkS77l
電動車「三元鋰電池」實驗 爆炸燒到500度 https://bit.ly/3TnxhUO
鋰電池為什麼會爆炸？防爆發明在台灣｜天下雜誌 https://bit.ly/3yCXib2

全球車商剉咧等！中國明年電動車過剩產能約2千萬輛
2024/04/29 06:53全球車商剉咧等！中國明年電動車過剩產能約2千萬輛 - 自由財經 https://bit.ly/49WvCxq
中國電動車明年將有近2000萬輛過剩產能。 （法新社）
〔編譯盧永山／綜合報導〕根據《日經亞洲》報導，中國電動車的產能持續以極速擴張，預估明年將有近2000萬輛過剩產能。中國電動車產能早已超過國內需求，歐美和日本擔憂，中國車商將以割喉的折扣價向海外出口電動車，衝擊全球主要車商。對此，歐盟和美國已有所行動。
汽車產業的產能利用率通常要達到80％左右才能損益兩平，但包括純電動車在內的中國新能源汽車，產能利用率僅約50％。因產能過剩，中國幾家剛進入市場的電動車商已宣告破產。
本月25日揭幕的北京車展，中國智慧手機大廠小米的展位人滿為患，相較之下，隔壁的日產汽車則冷冷清清。小米董事長雷軍對參訪民眾透露，公司今年3月才推出首款電動車，就已收到7萬5723輛訂單。
中國電動車商能壓低成本，主要因為電池採購網絡集中在中國，根據南韓SNE Research，就電動車所安裝的電池廠牌而言，去年全球前10大電池製造商，中國就占了6名，約80％的正極材料（電池的核心元件）是在中國生產。
電池占電動車30％至40％的製造成本，國際能源總署（IEA）指出，中國製電池均價約歐洲和美國的80％。電動車用的鋼和其他材料也能用低成本採購，因中國政府提供車商在研發和建廠時優渥的補貼。
因進入的門檻低，有大量中國企業投入電動車市場。根據中國工信部的資料，去年中國有超過50家車商製造新能源乘用車，且車商仍加足馬力擴產，希望擴大在中國這個全球最大電動車市場的市占率。
然而，中國電動車的產能增速遠大於需求增速。中媒預測，到2025年中國新能源汽車的產能上看3600萬輛，而銷量預估僅1700萬輛，因而出現近2000萬輛的過剩產能。
因產能過剩，去年中國電動車商的產能利用率約50％，遠低於損益兩平所需的80％，隨著獲利被擠壓，可能使電動車產業出現大洗牌。中國官方數據顯示，今年前2個月，汽車產業的利潤率僅4.3％，低於2015年的8.7％，一些新能源車商已破產，預計今年將有逾10家車商將宣告或瀕臨破產。
有些車商將增加對歐洲和東南亞的出口，視為解決產能過剩危機的方法。去年中國新能源汽車出口量增加78％至120萬輛，2025年恐達350萬輛，這將對日本和歐洲車商造成打擊。
全球對中國電動車產能過剩問題日益憂心忡忡。歐盟正在調查，中國電動車商是否在獲得政府補貼後，以低價向歐洲傾銷電動車，不公平地妨礙競爭。美國財長葉倫本月稍早訪問中國時，也同意與中國建立1個討論產能過剩問題的框架。全球車商剉咧等！中國明年電動車過剩產能約2千萬輛 - 自由財經 https://bit.ly/49WvCxq

2021-10-25 11:00:24 記者 劉莞青 報導《DJ在線》借中國市場崛起，磷酸鋰鐵再戰車用鋰電池 - MoneyDJ理財網 https://bit.ly/3nBNNCv
多款中國電動車搭配磷酸鋰鐵電池成功壓低成車價格，成為近兩年中國車市熱銷車款，而電動車龍頭大廠特斯拉繼在中國成功採用磷酸鋰鐵電池後，也將磷酸鋰鐵電池推向全球市場。法人指出，在成本優勢下，磷酸鋰鐵材料已經重返車用鋰電池材料市場，未來有望與三元鋰電池並肩成為不同市場定價訴求的車款電池材料，國內磷酸鋰鐵電池材料廠商立凱-KY(5227)今年也積極向車用客戶展開認證。
車用鋰電池正極材料過去主要以三元電池為主，尤其中國電動車市場過去受到補助影響甚鉅，為符合補助規範，續航力較佳、電池體積較小的三元鋰電池成為市場主流，然而三元鋰電池中鈷、鎳等高價金屬價格持續走高，連帶影響三元電池成本走高，後續在補助退場後，中國車廠為尋求成本優勢，改用磷酸鋰鐵電池，成功壓低成車價格，多款採用磷酸鋰鐵電池的電動車成為熱銷車款。
以中國電動車銷售比重來看，受到多款磷酸鋰鐵電池車款熱銷帶動，今年前三季中國市場磷酸鋰鐵電池總裝車量達44.8 GWh、佔中國市場總裝車量48.7%，較去年同期大增332%。
而除了在中國市場受到重用外，特斯拉平價車款Model 3、Model Y在中國市場成功採用磷酸鋰鐵電池後，近期也發布將磷酸鋰鐵電池推向全球市場，並且已與中國磷酸鋰鐵電池大廠寧德時代簽訂長約。
法人看好，磷酸鋰鐵材料正在重返車用鋰電池材料的解決方案，未來有望與三元鋰電池並肩成為不同市場訴求的車款電池材料，國內磷酸鋰鐵電池材料廠商立凱-KY今年也積極向車用客戶展開認證，立凱業績亦受惠今年認證客戶增加，出貨量同步成長，今年前三季營收來到1.76億元、年增約102%。《DJ在線》借中國市場崛起，磷酸鋰鐵再戰車用鋰電池 - MoneyDJ理財網 https://bit.ly/3nBNNCv

充電只要10分鐘 車用固態電池保用30年

充電只要10分鐘 車用固態電池保用30年
影響電動車價格的主因在於電池，雖然鋰電池的成本不斷降低，依舊是一輛電動車最大的成本占比，但是鋰電池有著衰退以及充電效率無法提升的問題，因此不少車廠與能源公司投入固態電池研發，但是固態電池成本高，短時間不會投入市售電動車，荷蘭市場分析公司FutureBridge認為，到2025年固態電池的成本會接近鋰電池。
© 由 三立新聞網 提供
▲鋰電池是目前電動車平台的唯一選項。（圖／翻攝Hyundai網站）
眾多車廠關注固態電池，原因在於固態電池沒有液態電解液，而且能量密度高，還具有高度穩定性，非常適合電動車使用；由於現今採用的鋰電池使用電解液，過度充放電會大量放熱，且電池的穩定性不高，有爆炸燃燒的隱憂，因此搭飛機鋰電池不能拖運的原因就在這裡。
© 由 三立新聞網 提供
▲固態電池將改變電動車的使用模式。（圖／翻攝REE Auto網站）
另一方面鋰電池的充電效能沒辦法有效提升，雖然能量密度不斷精進，卻無法達到理想狀態，而固態電池在穩定性與安全性比鋰電池好之外，充電效能也遠優於鋰電池，充電約10分鐘即可獲取500公里續航力，這樣的充電速度已接近油車加油的時間，此外固態電池壽命長，使用30年還能維持90％蓄電能力，因此在氫燃料電池之外，固態電池是電動車另一個新契機。
© 由 三立新聞網 提供
▲固態電池成為電動車發展的契機。（圖／翻攝REE Auto網站）
由於固態電池有著絕對優勢，許多車廠已投入固態電池研發，像是Toyota計畫在3年內發布固態電池電動車，而福斯集團預估2025年要開始製造固態電池，Nissan也在研發固態電池原型車，因此接下來電動車的競爭，會從整車研發轉換到固態電池的角力戰
2021/5/13
充電只要10分鐘 車用固態電池保用30年 https:/bit.ly/2QfvlD7

充電只要10分鐘 車用固態電池保用30年

固態電池是一種電池科技。與現今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，固態電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池[1][2]。
由於科學界認為鋰離子電池已經到達極限，固態電池和石墨烯電池於近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池[2]。固態鋰電池技術採用鋰、鈉製成的玻璃化合物為傳導物質，取代以往鋰電池的電解液，大大提升鋰電池的能量密度。
固態電池 - 維基百科，自由的百科全書 https://bit.ly/3oe9kkr
歷史
電池（和他的引申，固態電池）均被視為固態離子器件[3]。固態離子學則起源於發現固態電解質硫化銀和氟化鉛的科學家米高·法拉第[4]
固態電池的發展早在1950年代已經開始[5]。但是，第一代固態電池的能量密度和電池組電壓都是低，而且內阻非常高[5]。
1990年代，美國橡樹嶺國家實驗室研發了新一代的固態電解質[6]。這些新的固態電解質其後被某些薄膜鋰電池使用。
2013年，美國科羅拉多大學波德分校的科學家研發了一個使用基於鐵和硫的合成陰極固態鋰電池[7]。
好處
由於固態電池的功率重量比較高，所以它是電動汽車很理想的電池。[8]這種電池估計有現有汽車電池的2倍至3倍的能量密度
固態電池 - 維基百科，自由的百科全書 https://bit.ly/3oe9kkr
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更輕巧、更快充飽電、更安全！但為何特斯拉絕口不提「固態電池」？
電動車產業追求更短的充電時間、更長的里程數，但同時不會增加電池組成本和著火風險，就目前使用的鋰離子電池而言，這些目標已經觸及技術天花板。 (來源：Dreamstime)
撰文者：金融時報
金融時報精選 2021.04.10
摘要
1. 電池技術是否革新將影響電動車能否普及，目前的鋰離子電池裡的液態溶液易燃，不易回收。要改善電池組的安全性和能量密度，同時不能增加成本並影響電動車價格，已經達到技術上限。
2. 下一代技術固態電池將提供改變，可以多存8成的能量，壽命更長，效能不會降低，因此需要較少原料。
3. Toyota豐田汽車已獲得1千項涉及固態電池技術的註冊專利，對於特斯拉來說，事態發展構成了威脅，如果在家中就可以幫車快速充電，特斯拉遍布全球的超級充電站將失去競爭優勢。
馬斯克說，電池，是未來的關鍵。它們推動科技革新，替世界帶來智慧型手機、平板電腦，以及電動車－－消費者被鼓勵從石化燃料轉向。然而，驅動現代世界的鋰離子電池，其背後科學卻超過30年幾乎沒有改變。
電動車裡的鋰離子電池困擾著電動車產業，放大該產業的骯髒秘密。鋰離子電池包含數百公斤的金屬和原料，尤其是石墨、鈷和高純鎳，這些金屬原料可能在採礦和精煉過程中造成嚴重汙染並增加二氧化碳排放量。安全是另一個問題：這些電池容易起火和爆炸。
因為這些缺點，讓人能夠理解為什麼大家對固態電池感到興奮。固態電池是一個備受吹捧的技術，承諾會解決上述的環境和安全問題。這個次世代電力來源擁有薄薄一層固態電解質，能夠取代現行鋰離子電池裡易燃的液態溶液，而且能夠更密集地儲存能量。電解質還可以兼作電池隔板，隔板是鋰離子電池裡的必要組件，而用電解質當隔板可以減少起火風險，也減少所需原料數量。
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電動車製造商特斯拉執行長馬斯克很不尋常地絕口不提固態電池，他幾乎沒有在公開場合談過它，包括去年9月的「電池日」。
目前，業界尋求更短的充電時間、更長的里程數，但同時不會增加電池組成本和著火風險，這些目標已經觸及技術天花板；解決這些限制，是讓電動車革命真正起飛的關鍵。固態電池提供了部分解決方案，但它卻可能讓特斯拉付出一個代價：讓出無可爭議的市場領導者地位。
電池技術急需革新
兩股趨勢正加劇改變電池技術的急迫性，一個是歐洲和中國轉向電動車的趨勢日益增加，一個則是全球對工業金屬的需求激增，可能會削弱長期供應。
去年，由於逐步實施更嚴格的碳排放目標，歐洲電動車銷量成長超過一倍。包括英國、德國在內，越來越多國家承諾從2030年開始禁止新的汽柴油車。政府現在視綠能技術為刺激放緩的經濟成長的一種方式。
在中國，去年電動車銷量創新高，達130萬輛。「這已經跟補助完全無關，補助現在只佔電動車銷售總額的一小部分，大約1/10」，摩根大通（JPMorgan）分析師毛馬克（Mark Mao）表示：「銷量只會繼續往上。」
電池製造商降低製造成本，一部分來說激發了這些樂觀情緒。根據諮詢公司Benchmark Mineral Intelligence，一個鋰電池組－－電動車最貴的零件－－過去十年單電池的價格下降近9成，去年達到每千瓦時110美元。
平均而言，電動車仍比傳統汽車貴3成，但瑞銀（UBS）分析師表示價差正在縮小，再3年價格可以持平。到那時候，對電動車的需求將進一步加速，代表對電池的需求很更多。
然而，電池技術的局限帶來一些問題，可能會減緩大幅採用電動車的速度。
電池裡高度可能起火的液態溶液不只易燃，而且不易回收，打擊轉賣的價值。價格是另一個因素，目前每台電動車的電池組成本是1萬2千美元，要改善電池組的安全性和能量密度，同時不能增加成本，已經達到技術上限，代表長里程的鋰電池電動車存在內建的價格下限。舉例來說，入門款的特斯拉Model 3起價37,990美元，現代汽車Ioniq起價33,245美元。
電池不只昂貴且不穩定，還又大又笨重－－一台特斯拉Model S的電池就超過540公斤。電池的大尺寸讓車內伸腿空間縮減，也限制了其他設計空間；電池的重量讓電動車比汽車重上許多，需要更多功率才能行駛相同的里程，尤其是在寒冷的天氣。除此之外，充電時間很長，平均大約需要50分鐘，充電設施不足，都指出有改善的空間。
電池革新面臨的障礙
「快速充電跟液態電解質不合，過程中產生的熱會毀損電池，而且絕對會提高起火的風險」，布朗大學工程學教授謝爾頓（Brian Sheldon）表示：「固態電池可以解決這種風險。」
電動車支持者似乎接受這些限制並採取變通做法，像是在冬天關掉暖氣，或是不用加速器、延長行駛里程。
但大多問題－－尤其是安全性－－並不能輕易解決。傳統電池裡鎳、鈷和錳的含量相等，近期的產業趨勢則把主要組件陰極裡的鎳的比重增加達超過8成。這幫助增加里程數，鈷的成本是鎳的2倍，如此也減少使用較貴的鈷，降低製造成本。
不幸的是，這種金屬組合讓電池更不穩定。中國是第一個把這種電池商業化的地方，5月以來，3台配備這種電池的車起火燃燒。其他金屬組合如鋰和鐵雖然更安全，但能量密度較低。
原料供不應求
另一個問題是，每個人從汽車製造商到智慧型手機開發者都需要電池這個關鍵組件，對原料的需求上升。這推升所有原料在過去一年的價格，包括鎳、石墨、鋰、鈷和銅。加上美元貶值，大多商品以美元計價，價格可能進一步上漲。
平均來說，一台電動車的電池需要20公斤的鎳（一台特斯拉Model 3需要30公斤）、多達20公斤的鈷用在陰極以及大約60公斤的鋰化合物。在所使用的金屬中，鎳最重要，因為鎳可幫助電池儲存更多能量，並減少對更昂貴鈷的需求。
在去年歐洲電動車產業使用的鎳中，特斯拉占掉超過一半，馬斯克曾對此表示擔憂。特斯拉計畫在2030年前生產能儲存3兆瓦時的電池，美國投資銀行傑富瑞（Jefferies）表示，屆時，用現行開採量衡量的話，將耗盡世界大部分的鎳產量。提高產量很困難，不到一半供應的鎳適合用來做電池；很難能發現新的鎳礦床，代表無法排除未來會鎳短缺。
鋰供應受限制，但是是因為不同的原因。鋰是一種豐富的資源，但公司提煉它用來做電池的能力有限，而且幾乎沒有東西可以替代鋰。建造新的鋰礦開採設施可能需要長達10年的時間。電動車製造商的需求如此之大，分析師預測今年底供應就會開始短缺。鈷也面臨同樣的命運，瑞銀表示，預計未來十年將繼續供不應求。
結構性因素也發揮作用。高盛（Goldman Sachs）說，一個新的商品超級週期－－基礎原料價格長達數十年的上升趨勢－－才剛剛開始。這將加速業界尋找電池原料和基礎技術的替代品。
下一代技術：固態電池
福斯電池中心負責人布洛姆（Frank Blome）形容，固態電池會替鋰離子電池「結束遊戲」。
固態電池更安全、便宜而且壽命更長，效能不會降低，因此需要較少原料。單電池可以像砌磚牆一樣疊起來，讓它容易安裝到不同的汽車設計中。它更輕巧，10分鐘左右就可以充飽電，而且有更高的能量密度，能提供兩倍或更多的里程數。可以完全不使用石墨或鈷，回收固態電池的過程相較之下更簡單和安全。
「回顧歷史，下一代技術－－從汽車排氣系統到冰箱等各種東西－－極大減少使用的原料量，固態電池應該也一樣」，首爾的風投公司Hana Ventures執行長Donghwan Kim說。
產品原型顯示，與相同重量和體積的鋰離子電池相比，固態電池可以多存8成的能量。能量密度較高的鋰金屬可以代替石墨，有助減少電池的重量和體積。
對於那些希望提高鋰離子電池性能的人來說，在行駛中的車輛上安裝重量超過500公斤的電池（同時不影響里程數和安全性）是一項艱鉅的挑戰。這引起一些分析師對特斯拉的懷疑：特斯拉野心宣稱，未來3年將量產鋰離子電池，並把傳統鋰離子電池的能量密度提升50％、增加行駛里程。
「比現在的上限增加50％將比目前的電池大上許多，因為需要用更多原料在陰極」，布朗大學的謝爾頓說：「要把這麼大的電池放進車裡將是艱鉅的挑戰。」
過去20年來，傳統電池的能量密度大約提升4％，達每升約700瓦時，轉譯成行駛里程，大約是500公里。要再進一步增加能量密度很難，因為單電池和液態電解質將佔據大量體積。
固態電池將提供改變，它們能夠把能量密度提升超過每升1千瓦時，相當於800公里的行駛里程，同時還可以在退化前勝任更多充電週期。在其較長的使用壽命中，它能保有更多能量，有可能達成100萬英里電池的目標。這會大幅改變終身使用成本，並減少使用原料。
誰能把固態電池變成現實？將威脅特斯拉地位
固態電池的製造仍面臨諸多實行上的困難。
產品原型雖然開發出來了，但現在在實驗室測試的只是一小部分的電池組，之後每台長里程電動車都需要至少比那多出20倍的電池組。工廠將很難量產它們，目前每個電池的製造成本約為10萬美元。
要達到量產是很多年以後的事，但公司已經越來越靠近目標。「跟以前最大的不同是，現在固態電池技術已經發展，因此阻礙商業化的問題已經被識別」，謝爾頓表示：「這就足以令人感到樂觀。」
受到最多關注的公司是福斯和比爾蓋茲支持的矽谷新創QuantumScape。該公司致力於在2024年實現商業化製造。通過一家特殊目的收購公司上市後，QuantumScape的股價去年上漲了1000％以上，市值一度超過通用汽車（General Motors）、接近500億美元。
科羅拉多州的新創公司Solid Power正在生產小批量的22層鋰金屬電池，與現有的長里程電池相比，這種電池已經提供更多續航里程。該公司計劃在一年內製造更大的電池，並在2025年之前將電池安裝在汽車上。
然而，對於正在尋找特斯拉顛覆者的投資人來說，像這樣的新創公司可能不是最好的選擇。他們缺乏從頭開始製造關鍵組件的製造能力。目前，在傳統電池、汽車和機械領域佔據主導地位，並且能夠使用機械和原料的公司，更有能耐生產大量零件。
因此，一些亞洲公司最有望使固態電池成為現實。Toyota將在今年推出一款原型，只需充電10分鐘就可以續航500公里。2年前，Toyota的Lexus LF-30概念車款問世，配備緊湊型固態電池。目前，Toyota已獲得1千項涉及固態電池技術的註冊專利。
韓國三星提供另一種原型，充電一次就能提供800公里的續航里程，它的尺寸比傳統電池減半。「這項技術是提升電動車里程的革命性基礎」，首席研究員Dongmin Im表示。它的生命週期超過1千次充電，相比之下現有電池快速充電60次以後就會開始損失容量。
對於這些公司及其投資人來說，固態電池是一個豐厚的賭注。這種技術每一次逐步改進，都為先行者帶來意外收穫。三星將推出第五代鋰離子電動汽車電池，它已經簽下多紙合約，包括一紙與BMW簽訂價值35億美元的合約，將在未來十年替BMW供應電池。
對於特斯拉來說，事態發展構成了威脅。它主導電動車市場，主要是因為長里程、快速的充電時間、創新的軟體和破壞式行銷。但是，如果在家中就可以幫車快速充電，特斯拉遍布全球的超級充電站將失去競爭優勢。
要了解製造商離商業化有多近，「專利」提供一絲線索。根據歐洲專利局追溯到2005年的數據，全球電池和電力儲存設備的新專利申請數量，增長速度是所有其他技術領域平均的4倍。其中，與固態電池相關的專利數量成長幅度最大，代表固態電池進入市場的時間將比預期中更快。
「多快開始量產，僅僅只被投入多少資金所影響」，Hana Ventures的Kim表示：「舉例來說，製造晶片時，大多限制－－包括那些曾被說技術上不可能的－－都透過增加資金而克服。最近電動車市場的成長，代表更多資本能夠被分配、用來把固態電池推向市場。」
更輕巧、更快充飽電、更安全！但為何特斯拉絕口不提「固態電池」？－金融時報精選｜商周 https://bit.ly/3w4IrCs
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固態電池是什麼？為什麼豐田、鴻海都在拚研發固態電池、認為是未來10年電動車最重點技術
數位時代數位時代 發表於 2021年3月19日 09:30
固態電池是什麼？為什麼豐田、鴻海都在拚研發固態電池、認為是未來10年電動車最重點技術
回顧2020全年，特斯拉（Tesla）交付市場近50萬輛電動車。日前，執行長馬斯克（Elon Musk）在語音社群平台 Clubhouse 上談到，特斯拉目標是2030年以前，將年生產量提升至2,000萬輛電動車，然而前方最大的障礙，就是電池技術。
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說白了就是電池太貴了。 鴻海產品長蕭才祐分析，以電動車的建造成本來看，電池就占了30～35％，其次是驅動系統20～25％，也就是說超過三分之一的成本來自動力電池，這也致使電動車價格居高不下。
除了電池成本占比偏高之外，鴻華先進副總經理陳正夫補充，電動車有一半重量來自電池，造成車身比燃油車還重，「電池重量如果減少一半，車子續航力可以增加25％。」
可以說，電池技術將是未來10年，所有業者較勁的重點戰場。截至目前，全球電動車電池技術，主要由幾間大廠商掌握。
圖片來源：奧迪。電動車之所以昂貴，是因為超過三分之一的成本來自電池，若能壓低製造成本並提升效能，將是車廠決勝關鍵。
▲ 圖片來源：奧迪。電動車之所以昂貴，是因為超過三分之一的成本來自電池，若能壓低製造成本並提升效能，將是車廠決勝關鍵。
固態電池是什麼？
固態電池是一種電池科技。與現今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，固態電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池。
由於科學界認為鋰離子電池已經到達極限，固態電池和石墨烯電池於近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池。固態鋰電池技術採用鋰、鈉製成的玻璃化合物為傳導物質，取代鋰電池的電解液，大大提升鋰電池的能量密度。
10年前看準市場需求，寧德時代穩坐電池之王
根據市場分析公司 SNE Research 的數據，2020年電動車電池市占率前三大，依序是中國電池製造商寧德時代（CATL），市占達24％；南韓LG能源方案（LG Energy Solution）和日本Panasonic（松下）分別為23.5％和18.5％。這3家業者也都是電動車龍頭特斯拉的電池供應商。
從2017年起，寧德時代連續3年拿下全球電動車電池供應量第一，客戶幾乎涵蓋全球各大車廠：豐田（Toyota）、本田（Honda）、BMW、現代（Hyundai）、戴姆勒（Daimler）等。
寧德創辦人曾毓群，先前是新能源科技（ATL；主要生產手機電池）共同創辦人，在2011年看準電動車產業的趨勢後，回到家鄉福建寧德，成立寧德時代。曾毓群預言，2030年前電動車將比油車便宜，汽車更將在2040年實現全面電動化。
寧德時代之所以穩坐市占第一，要從電池原料路線之爭說起。鋰電池可以分為「鎳鈷錳（NCM）」、「鎳鈷鋁（NCA）」，以及「磷酸鋰鐵（LFP）」兩派組合，不過前兩者的缺點是碰撞後容易起火爆炸。寧德時代主力生產磷酸鋰鐵組合的電池，優點是價格便宜、安全性高，因此獲得特斯拉等車廠大量採用，寧德時代才得以稱王。
Model 3變便宜的幕後推手
研究機構 Bernstein Research 指出，中國製 Model 3使用更輕巧、便宜的磷酸鐵鋰電池，使得每輛車的製造成本下降約600～1,200美元。
不過在特斯拉全車系中，主要電池供應商是 Panasonic。自從2008年收購三洋電機，取得手機鋰電池、太陽能電池的關鍵技術後，Panasonic 躍升為全球電池技術領頭羊。
在車用電池的核心產品上，Panasonic 採用的是鎳鈷鋁系統。這項技術在平板電腦、智慧型手機等3C產品上很常見，應用於電動車上卻難度倍增，因為鎳鈷鋁鋰電池的能量密度是主流車用電池「磷酸鐵鋰電池」的好幾倍，需要很高的合成技術才能量產。
在2020年「電池日」（Battery Day）上，特斯拉公布新款「Tabless 4680電池」，也是跟 Panasonic 合作生產。Tabless 4680採螺旋式包裝，在相同的電池容量下，空間可擴大30％，讓電池能量密度提升5倍、續航力增加16％、製造成本降低76％，可望使得特斯拉「每千瓦/時」（kWh）價格減半，進而帶動售價接近一般燃油車。
圖片來源：Tabless。Tabless 4680採螺旋式包裝，在相同的電池容量下，空間可擴大30％，讓電池能量密度提升5倍、續航力增加16％、製造成本降低76％。
▲ 圖片來源：Tabless。Tabless 4680採螺旋式包裝，在相同的電池容量下，空間可擴大30％，讓電池能量密度提升5倍、續航力增加16％、製造成本降低76％。
未來電池：不用鈷、固態取代液態
要降低電動車的成本，並提高續航力與效能，電池的技術必須有所突破。
原料，是第一個需要突破的關鍵。 目前主流的鎳鈷鎂、鎳鈷鋁、鎳鈷錳等鋰電池組成形式，皆有「鈷（cobalt）」這項關鍵原料，可說是「現代石油」。由於鈷具有穩定物質、增加能量密度的特性，能確保電池壽命及充電速度，因此短期內電池產業都無法棄鈷而不用。
然而，長期來看，科技界希望能做出不使用鈷的電池。首先，鈷屬於稀有金屬，價格比鎳高出1倍以上，成為電池價格降不下來的主要障礙。其次，開採鈷的過程中會造成嚴重污染，甚至牽扯到剝削非洲童工的問題。
在2021年消費電子展（CES）上，Panasonic（松下）已表示將投入開發不使用鈷的電池；IBM Research 電池實驗室也致力研發不需要金屬原料的電池技術，只要5分鐘就能充飽80％電力，並將與戴姆勒投入實際測試；通用汽車（GM）也宣布，其新電池將減少70％的鈷用量。
圖片來源：shutterstock。鈷屬於稀有金屬，價格比鎳高出1倍以上，且開採的過程中會造成嚴重污染，甚至牽扯到剝削非洲童工的問題。
▲ 圖片來源：shutterstock。鈷屬於稀有金屬，價格比鎳高出1倍以上，且開採的過程中會造成嚴重污染，甚至牽扯到剝削非洲童工的問題。
安全性與效能，則是第二大關鍵。 電動車常見的乾電池或鋰電池，都是「液態電池」，要放入膠狀電解質，才能發揮電池性能。
液態電池的缺點是溫度過高或過低，都容易影響電池效能；即使使用快充，最快也要20～30分鐘才能充飽電，續航力多落在300～400公里；此外，液態電解液有外漏的危險，容易引發意外。
為此，科學家提出「固態電池」的構想，將電解液移除，改以全固態方式堆疊，不會因隔離層破損就導致正負極接觸短路爆炸，能量密度也提高，在負25℃～60℃的溫度範圍都能正常運作。
目前燃油車加滿油，續航力約為500公里，為解決里程焦慮，蔚來汽車喊出要研發採用固態電池、續航力達1,000公里的電動車，電池技術若能突破，將成為電動車普及一大推力。
目前之所以市面上還看不到固態電池，主要是有許多技術問題待突破，像是固態電解質導電度不如液態電解質等，除了技術不成熟外，製造成本仍高，不利於大規模製造普及。不過研究機構彭博能源財經（BloombergNEF）預估，固態電池若能大規模的生產，成本將只有鋰電池的40％，有機會成為電動車電池的主流。
鴻海喊話：2024推商業化固態電池
向來以油電混合車技術稱霸的豐田汽車，已宣布投入固態電池研發，宣稱配有固態電池的電動車，續航里程超過500公里，使用快充最快10分鐘就能充飽電。日本專家預測，配有全新固態電池的次世代豐田 Prius 車款，最快可能在2022年上市。
近來積極進攻電動車市場的鴻海，也在2020年10月16日首度舉辦的「鴻海科技日」中宣布，將投入固態電池技術以及「電池快充與低溫優化」、「低鼓脹軟包技術」、「高能量密度電池」、「無貴金屬全新製程」等技術研發，目標在將電池重量減半、體積減少為六分之一，電池循環壽命提高10％以上。鴻海產品長蕭才祐透露，預計在2024年，鴻海就會推出首款商業化的固態電池。
同樣致力研發固態電池的新創 QuantumScape，也受到不少關注，已經從比爾蓋茲、福斯汽車（Volkswagen）等投資者手中獲得超過5億美元融資。其中福斯汽車是最大金主，從2012年合作迄今，挹注至少3億美元。
2020年12月，QuantumScape 透過線上活動披露一款全新電池，可在15分鐘充飽80％電力，讓電動車續航力提升90％，同時降低製造成本，預計在2025年推出配有這款電池的電動車。不過，QuantumScape 目前仍未向外界展示過實際產品。
 一旦克服電池技術的障礙，相信離電動車普及的那天，也就不遠了。
固態電池是什麼？為什麼豐田、鴻海都在拚研發固態電池、認為是未來10年電動車最重點技術 | T客邦 https://bit.ly/2SITBOJ
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固態電池、鋰離子電池的差別在哪？一文解析固態電池的 4 大優點
Posted on2021/05/04郭家宏 郭家宏
solid state lithium battery
人類文明正從化石燃料能源過渡到綠能，燃油車也逐漸轉換為電動車，隨之而來的，是電池的使用量大增。目前電動車、儲能系統使用的大多是鋰離子電池，雖然它們能量密度高、充電速度快，卻有安全性等問題。因此，產業界正積極開發固態電池，期待它能取代傳統的鋰離子電池。
鋰離子電池採用液態電解質，有重量、安全性與壽命的問題
固態電池與鋰離子電池的主要差異在電解質。鋰離子的電解質是液態的，以凝膠體、聚合物的形式存在，讓電池的重量難以下降。此外，單一鋰電池組的能量不高，因此必須將多個電池組串聯，讓重量近一步增加。工程、製造與安裝電池組的成本占電動車整體成本很大的比例。
除了重量問題，電解質也具有可燃性，在高溫下不穩定，有熱失控的問題，若發生車禍，可能會導致嚴重火災。電解質在低溫也容易凍結，降低電池的續航力。另外，電解質會腐蝕電池的內部組件，充放電的過程也會產生晶枝（dendrites），降低電池的容量、性能與壽命。
固態電池的電解質為固態，能量密度高
固態電池內部沒有沉重的液態電解質，而是玻璃、陶瓷或其他材料形式的固態電解質。固態電池的整體結構與傳統鋰離子電池相似，充放電方式也大同小異，但因為沒有液體，所以電池內部更緊密，體積更小，能量密度增加。若將電動車內的鋰離子電池改用同樣體積的固態電池取代，電容量理論上可以提升 2 倍以上。
而且固態鋰電池的重量較輕，也不需要鋰離子電池的監測、冷卻和保溫系統，底盤能空出更多空間放置電池，讓電動車續航力大增。
另外，固態電池的充電速度比鋰離子電池快，也沒有腐蝕性的問題，壽命更長。關於工作溫度，固態電池具有熱穩定性，也不會在低溫凍結，對生活在中高緯度的使用者，這能確保電動車的續航力。
總結來說，固態電池有 4 大優點：
▌能量密度高
▌充電速度快
▌壽命較長
▌熱穩定性佳
固態電池的問題：成本高昂且不易量產
然而，固態電池的內部構造緊密，容易受到熱脹冷縮的影響，若設計不當，可能會影響內部結構；晶枝的問題也沒有被解決，電池結構可能會被破壞。
但最重要的是，固態電池成本高昂且不易量產。固態電池並不是新的發明，它們已經應用在心律調節器、可穿戴設備與 RFID 等小型設備多年，直到近期，產業界才開始研究固態電池在電動車等大型裝置的應用，但目前電動車仍是以鋰離子電池為主。
總結來說，固態鋰電池有 3 大問題：
▌膨脹、收縮影響結構
▌晶枝造成結構破壞
▌成本高昂，不易量產
產業界正積極研究固態電池技術，當中包含特斯拉、鴻海等科技大廠，也有 QuantumScape 等新創。鴻海預計在 2024 年推出商用化的固態電池產品，豐田也計畫在 2030 年前推出固態電池電動車。若固態電池順利打入車用市場，將有望打造出續航力超過 1 千公里的電動車，性能輾壓燃油車，車主也不用擔心續航力的問題了。
固態電池、鋰離子電池的差別在哪？一文解析固態電池的 4 大優點 https://bit.ly/3uJRXL5
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【全球最大】日本將固態電池容量「提升 7 倍」，未來有望應用於人造衛星
Posted on2021/03/04 賴 佩萱
固態電池
半固態電池示意圖（圖片來源：Wikipedia）
日本大廠日立造船（Hitachi Zosen）公司日前研發出全球規模最大的固態電池，其容量是現行固態電池型號的 7 倍，被認為是未來製造人造衛星與工業機械設備的電池最佳選擇。
日立造船研發出容量高、高低溫都適用的固態電池
據《Nikkei Asia》報導，日立造船於昨日東京舉行的展示會上宣布，已研發出容量 1,000 mAh、可在嚴苛環境溫度範圍下（-40 ℃~100 ℃）運作的固態電池。
透過無需使用密封膠與溶劑即可生產固體電解質的技術，日立造船在降低固態電池電阻的同時，也提高了電池的性能。
此外，1,000 mAh 的容量是當前市面上最大規模容量的電池產品。日立造船已於今年初在大阪市的工廠進行少量試產，且目前也正積極招商，尋求共同推動大規模商業量產的合作夥伴，預計在 2025 年進一步推進電池容量，達目前容量數倍以上的水準。
固態電池是什麼？為什麼厲害？
據日本市調機構富士經濟（Fuji Keizai）指出，目前全固態電池（包含硫化物系、氧化物系、高分子系等）中僅氧化物系、高分子系產品出現在市場上，在去年，全固態電池的全球市場規模就達 34 億日圓（約新台幣 8 億 8 千 4 百萬元）。
固態電池的市場為什麼如此大呢？
其實，固態電池與我們日常生活 3C 產品中常用的鋰離子電池最大的不同在於「電解液的型態」。固態電池以鋰、鈉製成的玻璃化合物作為傳導物質，大大提升了能量密度；另外由於固態電池採用的是固體電極與固體電解質，可解決一般鋰離子電池液態電解液的電解質樹枝生長，因而降低電池效率的問題。
固態電池在電動車、人造衛星領域應用範圍廣
與主流鋰離子電池相比，固態電池的優勢在於具有更低的起火風險與更高的能源效率，被認為是下一代電源的新選擇。
因此除了 3C 產品外，固態電池由於功率重量高，在全球電動車強勁需求加持下，被認為是電動車理想的電池（由於能量密度提升，充電時間僅需 10 分鐘就可完成），能帶動全固態電池市場爆炸性增長，預估 2035 年全球全固態電池市場規模將擴大到 2 兆 1,014 億日圓（約新台幣 5463 億元）。
延伸閱讀>>>【連比爾蓋茲都投資】美電動車新創研發固態電池，充電 800 次還有 80% 的容量
當前日本除了日立造船外，豐田汽車（Toyota）、村田製作所（Murata）、三井金屬等也都在研發固態電池技術。
豐田預計在今年公開搭載全固態電池的試作車，並進行性能測試，其目前研發中的全固態電池車輛續航距離為 500 km，是在相同條件下，搭載鋰離子電池的車輛的 2 倍以上。
而日立造船也將在今年秋天將研發出全球最大容量的固態電池放入測試設備中，送往國際空間站進行任務。
【全球最大】日本將固態電池容量「提升 7 倍」，未來有望應用於人造衛星 | TechOrange https://bit.ly/3boYpzo
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10分鐘充飽電 固態電池即將量產
三立新聞網
2021年5月13日 週四 上午9:00·2 
記者鍾釗榛／綜合報導
影響電動車價格的主因在於電池，雖然鋰電池的成本不斷降低，依舊是一輛電動車最大的成本占比，但是鋰電池有著衰退以及充電效率無法提升的問題，因此不少車廠與能源公司投入固態電池研發，但是固態電池成本高，短時間不會投入市售電動車，荷蘭市場分析公司FutureBridge認為，到2025年固態電池的成本會接近鋰電池。
鋰電池是目前電動車平台的唯一選項。（圖／翻攝Hyundai網站）
眾多車廠關注固態電池，原因在於固態電池沒有液態電解液，而且能量密度高，還具有高度穩定性，非常適合電動車使用；由於現今採用的鋰電池使用電解液，過度充放電會大量放熱，且電池的穩定性不高，有爆炸燃燒的隱憂，因此搭飛機鋰電池不能拖運的原因就在這裡。
固態電池將改變電動車的使用模式。（圖／翻攝REE Auto網站）
另一方面鋰電池的充電效能沒辦法有效提升，雖然能量密度不斷精進，卻無法達到理想狀態，而固態電池在穩定性與安全性比鋰電池好之外，充電效能也遠優於鋰電池，充電約10分鐘即可獲取500公里續航力，這樣的充電速度已接近油車加油的時間，此外固態電池壽命長，使用30年還能維持90％蓄電能力，因此在氫燃料電池之外，固態電池是電動車另一個新契機。
固態電池成為電動車發展的契機。（圖／翻攝REE Auto網站）
由於固態電池有著絕對優勢，許多車廠已投入固態電池研發，像是Toyota計畫在3年內發布固態電池電動車，而福斯集團預估2025年要開始製造固態電池，Nissan也在研發固態電池原型車，因此接下來電動車的競爭，會從整車研發轉換到固態電池的角力戰
10分鐘充飽電 固態電池即將量產 https://bit.ly/3eKWgjH
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撼動特斯拉龍頭地位的關鍵變數！固態電池崛起 電動車掀新能源戰爭
2021-04-26
作者: 英國《金融時報》精選     A A A
▲馬斯克指鎳的供應將影響電動車發展，市場亟需下一代能源。（圖／達志）
特斯拉執行長馬斯克曾說：「電動車未來的關鍵在電池。」然而，在電池科技推動下，一代代智慧手機、平板電腦與電動車上市，但30多年來鋰離子電池背後的科學卻基本沒變。
鋰電池製程　汙染大風險高
鋰電池的原料，特別是石墨、鈷和高純度的鎳，在開採和提煉過程中會帶來嚴重的汙染，增加二氧化碳排放，已是這項產業的骯髒祕密；而鋰電池易起火和爆炸，則是另一個安全問題。
鋰電池既有這些缺點，就不難理解當前市場對固態電池的樂觀之情。這種有望解決環境與安全問題的下一代電源，薄層固態電解質能夠取代鋰電池中的易燃溶液，儲存能量更加密集，而電池原材料用量以及起火風險都可減少。
電池組追求更短充電時間、更長行駛里程，而不增加成本和起火風險，此刻已達技術上限。如何解套是電動車革命起飛的關鍵，而固態電池提供了可能的答案─特斯拉的市場龍頭地位也有可能因此不保。
兩種趨勢促使電池技術變革迫在眉睫：歐洲和中國加速發展電動車；全球工業金屬需求激增。汽車氣體排放規定日趨嚴格，去年電動車在歐洲的銷量倍增，英德等國均承諾從2030年起禁用汽油和柴油車；在中國，去年電動汽車的銷量創下130萬輛的高紀錄。在許多政府眼中，綠色科技正被視為刺激經濟成長的新良方。
▲鋰電池有容易起火的風險，不少汽車業者已轉向尋求替代能源。（圖／取自netcarshow網站）
這種樂觀預期，部分是電池生產成本下降帶來的。基準礦產情報公司的數據顯示，過去10年，電動車中最昂貴的鋰電池組，價格已下跌近90%，降到每千瓦時110美元左右。平均而言，電動車價格仍比傳統汽油車高出30%，但差距正在縮小。瑞銀分析師表示，再過3年兩者的價格就會趨於一致，屆時電動車需求會進一步擴大，而這也意味著電池的需求將大增。
然而，電池技術的限制將造成電動車普及的瓶頸。電動車電池不僅昂貴、易揮發，也很笨重。電動車比起汽油車重得多，需要更多的動力才能跑同樣的里程；加上平均充電時間約50分鐘、充電基礎設施不足，在在有改進的餘地。價格是另一個因素，約12000美元的電池組成本，讓每輛電動車價格居高不下─特斯拉三型陽春車起價3萬7990美元、現代Ioniq 3萬325美元起跳。
美國布朗大學工程學教授謝爾頓（Brian Sheldon）曾經指出：「快速充電與液體電解質搭配效率差，高溫會損壞電池，增加起火風險；而固態電池可以解決這一風險。」
在傳統電池配方裡，鎳、鈷和錳的含量相等，新近的生產技術則將鎳的含量比例提高。這有助於減少鈷（成本是鎳的兩倍）的用量，增加行駛里程，從而降低了生產成本。然而，這種新配方也使電池更易揮發；最早使用這種電池的中國，自去年5月以來有3輛這類電動車著火。
鈷鎳需求大　面臨枯竭危機
另一個問題是，隨著電池成為眾多技術的關鍵，對原材料的需求也跟著上升。過去的1年裡鎳、石墨、鋰、鈷及銅價均漲。平均來說，電動客車電池需要約20公斤的鎳（特斯拉三型需要30公斤）、陰極需鈷20公斤外加約60公斤鋰化合物。
馬斯克已指明，鎳的供應將是未來發展電動車的一大顧慮。美國投資銀行的傑富瑞表示，特斯拉計畫在2030年產儲3兆瓦時的電池，從目前生產水準來看，屆時全球大部分的鎳產量將為之枯竭。鋰的蘊藏雖然豐富，但供應也有限，開闢新礦可能費時10年。分析師預計，今年年底鋰就會出現供應短缺。鈷的供應也是如此，瑞銀預計未來10年都供不應求。
反觀，固態電池則更安全、更便宜、性能更好、所需原料較少、更輕，10分鐘內電可滿載；更具高能量密度，可應付雙倍以上里程；銅、鋁需求更少；完全不需石墨與鈷；回收固態電池過程也更簡單安全；固態電池也可以堆疊起來，更容易適應不同的汽車設計。福斯汽車電池中心主管布洛姆（Frank Blam）說，固態電池是鋰電池的「終局博弈」。
總部位於首爾的風險投資公司Hana Ventures執行長金東煥表示：「從汽車到冰箱，下一代科技的原材料用量都將大幅減少，固態電池也是如此。」固態電池的原型顯示，它比同量的傳統鋰電池儲能多出80%。鋰金屬具有更高的能量密度，可以取代石墨，有助於減少電池重量和體積。對於那些希望提高鋰電池性能的人來說，在移動車輛上安裝重量超過500公斤的電池是一項大挑戰。
固態電池　成本高尚難量產
特斯拉揚言要在未來3年內大規模生產與提高傳統鋰電池能量密度50%，以提高行駛範圍，但一些分析師對此表示質疑。謝爾頓說：「從今天的能力上限提高50%⋯，意味著電池的尺寸比現在大得多，因為陰極需要使用更多的材料，裝到汽車裡是一項重大挑戰。」
過去20年來，傳統電池的能量密度每年上升約4%，如今達到每升約700瓦時，相當於一輛客車約500公里的行駛範圍。固態電池則能將電池的能量密度推升到1000瓦時以上，相當於800公里的行駛里程；同時，還擁有更長的壽命、更多的充電週期、更多的能量，可能跑上100萬英里。
不過，固態電池的製造目前還面臨不少困難。雖然已開發出固態電池的原型，但每輛電動車至少需要20倍於實驗室測試的電池數量；同時，目前每顆固態電池的製造成本還高達10萬美元，而工廠量產也有困難。
大規模生產還需要幾年的時間，但已愈來愈近。謝爾頓說：「現在最大的不同是，固態電池技術已獲得明顯進步，阻礙商業化的問題已經找出，光是這點就值得我們樂觀了。」
最受關注的固態電池製造商是QuantumScape，它的目標是在2024年實現商業生產。此外，總部位於美國科羅拉多州的Solid Power，則已小批量產22層固態電池，該公司計畫在1年內生產更大的電池，2025年將可裝置在汽車上。
但對於尋找超越特斯拉的投資者來說，這些缺乏從零開始製造關鍵組件能力的初創公司，可能並不是最好的選擇。量產必須使用現有機械和材料，因此目前主導傳統電池、汽車和機械產業的公司地位更為有利。
基於這些原因，一些亞洲企業看來更有條件在固態電池的競賽中勝出。豐田今年將推出一款原型車，車行500公里只需充電10分鐘；Lexus LF-30概念車配有小型固態電池，目前已擁有1000項與固態電池技術有關的專利。
三星的方案則提供800公里的單次充電里程，電池只有傳統電池一半。三星首席研究員伊東民（音譯）表示：「這項技術是提高電動車里程革命的基礎。」其1000次充電生命週期，遠勝現有60次快速充電後就顯示出容量損失的電池。
豐田和三星　掌握技術優勢
對於這些公司及其投資者來說，固態電池是一次有利可圖的賭注。三星即將推出第5代電動車鋰電池，已簽署多項合約，包括與寶馬汽車簽訂的一項價值35億美元的合約，為提供未來10年的電池需要。
這些發展都威脅到特斯拉。固態電池的未來，將衝擊特斯拉在電動車市場的主宰權。如果未來電動車能解決快速充電問題，特斯拉在全球各地建立的超級充電網路，就沒有太多競爭優勢。
根據歐洲專利局2005年以來的統計數據，全球電池和儲電設備新專利申請數量的增加速度，是其他技術領域平均的4倍。其中，與固態電池相關的專利更是增加最快的，這顯示固態電池市場化的進程會比預期要快。
金東煥說：「固態電池多久能大規模生產，是投資多少的一個函數；包括晶片製造上的限制，都會因資金的增加而克服。而近期電動車市場規模的快速成長，正意味著將有更多的資金把固態電池快速推向市場。」
撼動特斯拉龍頭地位的關鍵變數！固態電池崛起 電動車掀新能源戰爭 | 財訊- 掌握趨勢 投資未來 | 最懂投資的財經媒體 https://bit.ly/3tDDlve

高鎳電池即將問世，南韓電動車(EV)電池大廠Samsung SDI準備在匈牙利量產次世代電動車電池「Gen 5」，充電一次可以跑600公里，而且只要20分鐘就能充飽80%電力。高鎳電池下半年量產！20分充80%電力 續航力600公里 https://bit.ly/3A2Z3gH
韓媒etnews報導，上週Samsung SDI總裁Younghyun Jun意外造訪該公司位於匈牙利God的工廠。疫情期間高層出訪海外相當罕見，據傳Jun要鼓勵當地員工，並要視察次世代電池Gen 5的準備狀況，這款電池將在今年下半量產。
Gen 5整合Samsung SDI的最新科技，採用高鎳的鎳鈷鋁(NCA)技術，鎳含量高達88%，續航力達600公里。
新電池的電力最大化，而且鎳含量提高，讓電池能具備快充技術，充電20分鐘即可恢復80%電力。另外，電池使用鋁和特殊塗裝技術，可以改善續航力和安全性。
不只如此，Gen 5是Samsung SDI首款採用「堆疊」(stacking)技術的電池，電池堆疊陽極、陰極、隔離膜以增加內部空間、提升電池效能。Gen 5將用於BMW今年秋天發布的iX和i4電動車款。Gen 5也會供貨給福斯(Volkswagen)和奧迪(Audi)。
去年歐洲取代中國，晉身全球最大電動車市場。韓國貿易投資振興公社(Korea Trade-Investment Promotion Agency, KOTRA)數據顯示，2020年歐洲售出140萬輛電動車，成為全球最大電動車市。歐洲力推電動車，電動車相關業者紛紛搶進歐洲市場，匈牙利God廠已經是Samsung SDI的最大生產基地，產能達40 GWh。
鎳含量90%電池問世、電動車續航力更強大
韓國先驅報2020年年中報導，電池是電動車最昂貴的部分，佔總零件成本的40%以上。如何降低電動車電池的成本、並加強續航力，一直是業者追尋的目標。韓廠找到可能解答，指出高鎳電池能壓低費用、又能讓電動車跑得更遠，是極佳的解決方案。美中不足的是，必須小心鎳含量提高帶來的爆炸風險。
電池陰極(cathode)能決定電動車的能源容量，如果在陰極內，加入更多鎳，可以增強能源密度、提高續航力。與此同時，鎳比重拉高後，電池內所需的鈷將減少。鈷是電池最昂貴的原料之一，鈷價居高不下，導致陰極佔電動車電池成本的35~45%。
韓廠SK Innovation看好高鎳電池，指出續航力不足，讓客戶對電動車裹足不前。一旦電動車改用高鎳電池，充電一次可跑500公里，和一般汽車差不多，顧客將不再遲疑。SK Innovation最快2021年年初，將量產全球首見鎳鈷錳電池，鎳含量高達90%、鈷和錳含量則各佔5%。LG Chem則計畫在2022年，發布鎳鈷錳鋁電池，鎳含量達90%、鈷佔5%、錳鋁各佔1~2%。
高鎳電池下半年量產！20分充80%電力 續航力600公里 https://bit.ly/3A2Z3gH

與共享單車同命 中國新興 電動車墳場  電動車
2024/03/05 07:15
LTN經濟通》與共享單車同命 中國新興墳場 - 自由財經 https://bit.ly/49ZNLLa
電動車快速湧入市場，需求跟不上供給，中國出現「電動車墳場」。（彭博資料照）
中國電動車產能 嚴重過剩
歐祥義／核稿編輯
〔財經頻道／綜合報導〕氣候變遷影響下汽車產業推動轉型，各大傳統車廠紛紛推出電動車，大量新創公司湧出試圖搶市，但隨著供應激增需求面卻未跟上成長，中國開始出現「電動車墳場」。
從杭州到南京，中國多地出現大量廢棄的電動車，這些車輛可能是在叫車平台倒閉後被遺棄，或是隨著車廠不斷推出性能更好、行駛里程更長的電動車，逐漸被淘汰。這反映出資本湧入新興產業時，可能面臨的產能過剩、浪費，同時也成為電動車快速進步的一個「奇怪的里程碑」。
這被遺棄的車輛，大多是搭配電池的簡易電動車，充電1次可以行駛約100公里，他們多半是2010年代中期出廠，當時中國政府祭出慷慨的補貼，吸引數百家汽車製造商跨足電動車領域，並由不太關心長期品質的叫車平台大量採購。
大量舊款電動車被遺棄在中國街頭、空地，不少車輛因為停放太久，周圍已雜草叢生。（彭博資料照）
叫車公司倒閉 電動車墳場比比皆是
JSC Automotive資深分析師指出，在中國電動車市場發展初期，交車量主要是由共享汽車車隊所推動，只有很少量的消費者會選擇購買他們。這些車輛主要由叫車平台買下，並出租給用戶。
這種需求推動了電動車產業，自此開始，呈指數級成長。中國目前在全球電動車領域處於前段班，去年生產約600萬輛電動車和油電混合動力車，幾乎佔國內銷售新車的3分之1，佔全球現有電動車總量的60％，在北京的支持下，中國也有最廣泛的充電基礎設施。
不過，光速發展下也造成了大量的衝擊，現在民眾只需花費大約1萬美元（約新台幣31.6萬元）的價格，就可以買到充電1次可行駛300公里的新型電動車，因此，大量舊款電動車被淘汰，而許多率先採用電動車的叫車公司已經倒閉，中國目前約100家電動車製造商，遠低於2019年的500家左右。5年來，有近400家電動車企退出市場。
根據中媒報導，杭州市政府已誓言要清除各地囤積的廢棄電動車，但《彭博》記者實地走訪，仍可在杭州餘杭區、西湖區看到不少停滿廢棄電動車的地方，其中更有車輛因為停放太久，周圍已雜草叢生。
為推動電動車普及，中國政府自2000年代末期開始給出高額補貼，吸引製造商搶攻電動車領域。（彭博資料照）
電動車企偽造生產紀錄 騙取政府補貼
在美國電動車大廠特斯拉（Tesla）2020年初進入中國，並開始在上海廠投產之前，中國生產的多數電動車尺寸較小且品質低劣，面對選擇多樣的燃油車消費者而言，電動車幾乎沒有吸引力。
為推動電動車普及，中國政府在2000年代末期開始為每輛車提供高達6萬人民幣（8400美元，約新台幣26.5萬元）的補貼，並在幾個主要城市限制燃油車數量。汽車製造商扶植、創立了多家叫車新創公司，這些新創反過來也成為電動車產品主要買家。
2010年代中期，中國擴大了支持採用電動車，並推動了信用體系，獎勵生產電動車的製造商，同時也開始出現企業鑽漏洞，透過偽造不存在的電動車紀錄騙取補貼，例如生產不含電池的車殼，或是不符合規格的電動車。中國官媒《人民日報》在2016年揭露，有數十家公司騙取超過93億人民幣（13億美元，約新台幣410億元）的補貼。
電動車產業快速更迭，各大車廠不斷推出便宜、性能更好的新車，使得大量續航力較弱的舊款電動車被淘汰。（彭博資料照）
電動車墳場 嚴重衝擊環境
2019年，北京開始大幅削減國家針對購買電動車的補貼，許多叫車公司被政策轉彎打得措手不及，在毫無準備下嚴重影響這些公司的現金流，也是從那一年開始，「電動車墳場」開始引起大眾關注。
惠譽中國企業研究總監楊菁表示，計程車公司和車隊營運商在當時的採用，確實讓消費者了解電動車是安全的替代品，促使製造商在沒有實際消費市場的情況下仍著手投資相關技術，為廣泛的需求奠定基礎。隨著電動車推陳出新，這些舊款電動車被埋葬也不足為奇。
大量電動車被遺棄也衍生出額外的環境疑慮，舊款車型被快速淘汰，可能會抵銷電動車作為應對氣候變遷帶來的效益，因為製造電動車產生的碳排更大，且可能還要再到幾年後，電動車才會比燃油車更佔優勢。另外，這些廢棄電動車結構使用的鋼鐵、電池含有鎳、鋰、鈷等關鍵金屬是否能回收重複利用，也是外界關注的一大焦點。
中國幾年前也出現過「共享單車泡沫」，在熱潮過後，街頭堆滿廢棄單車。（路透資料照）
共享單車熱潮過後 各城現大量棄置單車
隨著電動車墳場受到矚目，也讓不少人回憶起中國幾年前的「共享單車泡沫」，《大西洋》（The Atlantic）雜誌在2018年曾報導過，中國多個大城市包括北京、上海、廈門街頭出現大量廢棄單車。
報導指出，共享單車2017年在中國興起，數十家公司搶佔市場，將數百萬輛色彩鮮艷的共享單車放上城市街道。然而，成長速度遠遠超過需求，使這些城市不堪重負，基礎設施尚未準備好應對突然湧入街道的大量共享單車。用戶會將自行車停放在任何地方，甚至隨意拋棄，導致共享單車堆積，堵塞了原本就已相當擁擠的街道、小巷。
各地政府迅速採取行動限制成長，並規範產業，使得一些規模過大、太早切入市場的公司陸續倒閉，共享單車熱潮成曇花一現，他們提供的大量共享單車在空地堆積灰塵，大量被扣押、廢棄和損壞的單車已成為許多大城市的常見現象，在泡沫破裂後，留下成堆的碎片。
LTN經濟通》與共享單車同命 中國新興墳場 - 自由財經 https://bit.ly/49ZNLLa