頭條揭密》固態電池成電動車主戰場 中日韓臺3年內百花齊放

動力電池是電動車最關鍵零部件,也是各大汽車廠競爭的焦點,下一階段的車用固態電池競賽即將展開。(圖/Shutterstock)

新興電動汽車關鍵技術中,車載固態電池無疑是目前最主要的戰場。各個廠家投入重金開發更安全、能量密度更大、充電速度快的固態電池,可望在2至3年內實現商業化。參與這場競賽的玩家很多,但目前仍以亞洲企業進展較快,尤其是挾着龐大電動市場的中國企業,必然會成爲其中最具影響力同時也是獲利最豐的贏家之一。

電動汽車的普及已是無法改變的趨勢,而生產電動最關鍵技術莫過於車載電池,目前研發主流是固態鋰電池。由於中國以政府的力量大力推動,中國汽車業者與車用電池業者也得以在國外攻城略地,甚至還引起外國政府方危機感。除此之外,日本與韓國汽車業也投入大量資金開發動力電池,成效可觀,最近在巴黎車展上臺灣電池業者發表固態電池亦極受矚目,使得整個車用電池賽場情勢更加緊繃。

原訂2027年量產的豐田車規固態電池,在面對外界激烈競爭下,有可能會提早量產。(圖/豐田汽車)

從目前固態電池成爲公認的下一代車用電池首選方案,加入這場競賽的國家與企業極多,中日韓與歐美甚至將開發固態電池提高到國家戰略產業的高度。開發固態電池參賽者愈來愈多,許多參與者都有政府在背後支持。以中國爲例,有寧德時代、比亞迪、衛藍、太藍,日本則有松下、豐田、日產,韓國有三星SDI、SK電池,臺灣則有最近在巴黎車展頗受矚目的輝能。

據統計,截至2024年初,日本的專利申請量佔據全球近40%,在申請量最多的前10名企業中更佔據了6席。其技術實力雄厚,企業也有強烈願意砸大錢參與跨世代的產業競爭,過去4年期間有關固態電池的論文多達70餘篇。中國大陸的固態電池廠商的表現亦極受關注,最近5年內固態電池全球專利申請量年均增長20.8%,增速位列全球第一。

許多固態電池是採用氧化物、硫化物爲電解質,能量密度比現有鋰電池高2倍以上。(圖/快科技)

韓國的三星SDI和SK電池聯合研發固態電池在博覽會上展示固態氧化物電池,續航里程近1000公里,9分鐘可快充到80%電量,使用壽命高達20年。臺灣輝能最近在巴黎宣佈推出能量密度達321Wh/kg,同時可快充(充電12分鐘 可行駛1000公里)並能延長電池壽命的固態鋰電池,受到業界矚目。此種充電蓄電能力與去年豐田宣傳的固態電池充電10分鐘可續航1200公里,已經相差不遠。

這些新開發的固態電池較之目前大陸主流的磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池,其能量密度都有倍數成長,將極大地推動電動汽車的普及化。而陸企太藍新能源亦開發出車規級超高能量密度全固態鋰電池,蔚來也準備從能量密度360Wh/kg的半固態電池向全固態電池推進,預定2025年量產。奇瑞則宣佈2026年全固態電池上車,2027年批量上市。

太藍新能源公開展示車規級全固態鋰電池,號稱能量密度甚至可以達到創記錄的720Wh/kg。(圖/太藍新能源)

固態電池除大幅提升電池能量密度解決續航力問題外,最重要的還能解決電動車自燃起火等安全性顧慮,並改善低溫掉電、充電時間(大約只需要5-10分鐘)等問題。

業界專家分析,目前全球參與固態電池開發的企業不少,而走在前端的則以中日、韓較爲領先,臺灣也算擠得進領先團隊,歐美的企業除了德國之外,其他國家在這方面的進度似乎略爲緩慢一些。而固態電池量產目標大都訂在2026~2030年之間,有些企業計劃在量音之前搶先推出試用品,因此電動車市場上很快就會面臨固態電池的衝擊。

由於中國市場最大,擁有數量最多的消費羣體與使用數據,因此必然也會在這場動力電池革命中佔據重要地位。不過,近期有不少電動車業者與研究人員反應,大陸純電動車銷量有停滯甚至下滑的現象,反而是插電混合動力汽車銷量異軍突起。業者分析這可能是里程焦慮問題擴大,消費者轉而尋求比較安全實用的插電混合動力車,幾乎所有汽車廠都增加了混動汽車新車型與生產量。而隨着固態電池的量產與上市,這種情況應該會逐漸消退。

大陸長安汽車開發的車用固態電池,聲稱2025年就能開始量產。(圖/網易新聞)

整體而言,日系廠商大約會會明年與後年開展試生產,韓系可能比日系晚個1至2年,連一向最保守低調的大陸電池巨頭寧德時代也被迫表態將固態電池量產時間由2030提前至2027年。可以預期,在激烈的競爭下,業者的開發的腳步會愈來愈快,搶奪市場的企業心愈來愈強,消費者應該很快就能看到車用動力電池百花齊放的盛況。