固態電池導入有望實現車體輕量化，各車廠、電池廠積極布建

動力電池現階段以提升能量密度、降低成本為目標，固態電池導入重點在於車身輕量化

先從電池結構來看，傳統液態鋰離子電池的結構為正極、負極、電解液、隔膜與結構殼體等；其中，隔膜與電解液大約佔整個電池重量的4成，與體積近3成。

固態電池系將其中的電解液改采固態電解質進行帶電離子的傳導，相較之下，其省去電解液與隔膜等，使其體積更小、密度更高，且電池構建步驟亦可有所簡化；同時，因少了電解液，也除去電池漏液、電解液揮發或高溫下燃燒等問題，有助提升電池安全性與使用壽命。

再從電動車面向來看，現階段採用的鋰離子電池，正極材料主要為磷酸鐵鋰(LFP)與鎳錳鈷(NMC)、錳酸鋰(LMO)等三元材料，各車廠對於電池材料的選擇不盡相同。

由於2017年起鈷金屬價格不斷攀升，加上電動車對於電池能量密度提升之需求，使得電池廠開始導入鈷含量較低的高鎳NMC，藉由提高鎳的比重以提高電芯容量，並且藉由鈷的比例降低，帶動電芯成本下降，故高鎳NMC系2018年電動車電池的重要發展方向，包括Nissan Leaf E-Plus、Hyundai Kona EV、Volkswagen ID 2019年車款等，皆規劃採用NMC配比為8：1：1的高鎳NMC電池。

即便高鎳NMC電池的導入有望解決成本與電池能量密度的挑戰，但由於內燃機車型平台在先天條件上的限制，使得在不降低能量密度的前提下，如何縮小電池體積、降低重量已成為各車廠與電池廠努力的方向。

固態電池因具有體積小與密度高的優勢，成為車廠發展車體輕量化的重要考量，同時固態電池熱穩定性較佳，也有望減少散熱裝置的搭載，進一步推進輕量化。

另一方面，現階段以玻璃或陶瓷電解極為代表的固態電池，因具有較寬的電化學窗口，故對高電壓正極材料具有更好的兼容性，此亦符合現階段高鎳NMC的發展趨勢。

隨著各車廠著力於提升電池能力密度帶動續航力增加，下一步則是有望透過固態電池導入實現車體輕量化。

各車廠、電池廠已展開布局，固態電池電動車有望於3年內面市

固態電池在生產流程、工藝方式皆與鋰離子電池不同，故目前各大車廠主要採用戰略投資、結盟的方式進行固態電池布局，除了Renault-Nissan Alliance外，包括BMW結盟新創公司Solid Power與投資Ionic Materials，規劃於2026年推出採用固態電池的電動車；Toyota則是與Ilika Technologies合作，開發適用於汽車的固態電池，並規劃於2022年推出固態電池電動車。

日前宣布進軍電動車市場的Dyson，也透過收購固態電池技術公司Sakti 3進行布局；中國的新興車企威馬則與台灣固態電池開發商輝能科技合作，並於2018年共同興建5GWh的固態電池廠，預計於2019年完工投產；Hyundai則是採用自主研發的方式布局固態電池。

除了車廠，電池廠也開始積極布局，包括Panasonic EV Energy與Toyota已共同投入車載方向固態電池的研發；Hitachi Vehicle Energy也宣布2020年前，將其所研發之固態電池商用化；日本GS YUASA則是與Bosch共同收購固態電池公司Seeo；中國電池大廠寧德時代也開始加速開發用於電動車的固態鋰離子電池。

其實固態電池用於電動車已有前例，法國新創公司Autolib在2015年即於倫敦投放了3,500輛使用固態電池技術的電動共享汽車。

近2年各大車廠開始對外發布固態電池電動車面市時程，與電池廠陸續投入固態電池產線的布建，估計3年即可看到採用固態電池的電動車面市。

文丨拓墣產業研究院 林雅惠

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！