電動車,電池

電池對日常生活的重要性不言可喻,其效能表現及電力儲存的空間大小,不僅直接影響到智慧型手錶與手機等 3C 用品的充電頻次,更與電動車的行駛里程有關。

現今全球電池的需求大宗並非 3C 用品,而是電動車;以特斯拉的最小顆電池為例,內部蓄電容量相當於 1,666 支 iPhone,而電動悍馬車(Hummer)的電池蓄電容量則相當於 7,000 支 iPhone。

電池怎麼又有新創舉?

上網搜尋「電池」、「突破」等關鍵字,搜尋結果跳出各式新聞、各家電池新創公司宣稱的偉大創舉。

然而,根據許多科學家、工程師、新創公司、分析師的說法,「電池的技術有突破性的進展」、「最新研究報告顯示電池的發展將在近期將有豐碩的成果」等說法可能都是無稽之談。

美國電池新創公司 Conamix 的執行長暨共同創辦人表示,在這一行待久了,就會經常聽到一種說法:「騙子,騙子,一切都是幌子。」(“Liar, liar, battery suppliers.”)

全球對電池的需求如此龐大,是電池相關產業成為投資人新興標的的原因。美國金融科技公司 PitchBook 表示,單就 2021 年來看,全球創投有高達 180 億美元的資金是投入電動車、電池相關領域等新創公司。因此,不難想像為什麼網路上有那麼多關於電池的資訊

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為何電動車電池發展這麼緩慢?

大家都期待聽到電池技術有所突破,但是事實上,近數十年來,真正可以算得上是重大突破的,只有 1991 年鋰電池問世及被商業化使用。

特斯拉(Tesla)共同創辦人 Marc Tarpenning 表示,2003 年成立特斯拉的時候,當時的電池技術算還算可以,但是其團隊後來發現,這些年以來,電池技術的進展變得相當緩慢,僅以每年 7% 至 8% 微幅進步;即便距離特斯拉成立的時間已經過了 19 年,但是電池的技術仍未出現顯著的進展或突破。

電池商業化的進展緩慢,原因不一而足,但是最為關鍵的因素,還是在於技術

首先,電池內部的複雜結構必須應付使用需求,而無數次充電與放電的反覆循環過程會造成電池效能衰退,而且並非加大電池容量就可以有效地解決問題

馬斯克 2019 年在 Twitter 上聲稱,Model 3 的驅動裝置(drive unit)和車身設計續航里程為 100 萬英里(約為 160 萬公里)。然而,目前的電池僅能持續 30 萬到 50 萬英里(約為 48 到 80 萬公里)或 1,500 次循環,這代表電池在車輛的使用壽命內需更換一到兩次

一項報告針對歐洲 350 名特斯拉車主調查發現,他們的電動車在行駛 5 萬英里(約 8 萬公里)後下降了大約 5% 的容量。根據報告數據指出,在行駛 50 萬英里(約為 80 萬公里)後,原始容量將會衰退約 20%

再者,雖然電池的設計已經過研發測試,但是有別於實驗室的標準化測試,電池仍必須通過各項一般環境使用的考驗,包括提供車輛足夠的動力、儲存足夠的電能以增加里程續航、應付無數次充電與放電的反覆循環過程、在高溫和低溫環境正常運作、以及當車輛遭受撞擊後電池不容易著火等試煉。

另外,即便技術有所突破,電池的生產必須投入龐大成本,卻又必須控制電池售價以避免造成電動車車價過高之因素,造成電池商業化進度無法突飛猛進。

雖然過去數十年來,電池技術沒有大幅的進展,但是學界與業界仍努力不懈地進行研究,改善電池效能,增加生產規模。這一個過程可能會花上好幾年的時間,也無法保證會如預期般地有所突破,但是至少可以為電動車的發展創造更多的想像空間。

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本文開放合作夥伴轉載,參考資料:The Wall Street Journalinverse,首圖來源:Shutterstock