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續航、重量、穩定性! 分析電動車「電池」的三困境

記者 陳文越 / 攝影 鍾德榮 報導
發佈時間:2022/04/24 20:59
最後更新時間:2022/04/24 20:59

面對2040年100%新售全電車的目標,已經剩下不到20年了,電動車市場動起來搶商機,而細看電動車本身,其實最主要核心的部分,就是電池,而現在在電池的研發上面,在穩定性及各方面綜合考量上,其實還有一段進步空間,如果能順利克服包括續航力等等困難,那將會推動電動車進入到下個紀元。

圖/TVBS

 
電動車專家CJay:「,這是電動車充電的蓋子,按下去之後呢,就可以開啟充電的設定,你可以充到50%,也可以在平常長途旅行的時候,設到100%。」

記者陳文越:「電動車是未來的趨勢,那少了傳統汽車的引擎,電動車的核心,動力來源就是電池了,電池的大小電池的重量,以及電池的續航力,都是相當的重要,在未來電動車戰國時代來臨的時候,電池可謂最關鍵的一役。」

電動車專家CJay:「這就是電動車的底盤結構,那以前傳統汽油車,前面會有一個放引擎的位置,還有變速箱,(這位置)對對對,它會放滿整個引擎,跟變速箱所有的零件,都會放在這裡驅動這台車子,那到電動車的時代,前面基本上空間就只留給了一個馬達,小小的馬達在這邊,比傳統引擎尺寸小了非常多,那電動車的電池,它基本上就會放在底盤這位置,然後它整個這一整片,一大片的位置,就是它的電池這一整塊,那裡面有很多很多小電池組合而成。」

 
圖/TVBS

把電動車解剖後更清楚,"電池"就占了電動車,車價超過3分之1,重量也是車身的至少一半,而在現實前提下,電動車想在燃油車中突破決勝點,最主要的關卡,也就是和電池息息相關。

電動車專家CJay:「電動車它的能量來源,就是靠它儲存在電池裡面的這些電,然後去驅動這台車子,電池它的耐久度或它的充電速度,放電速度就會影響這台車性能,跟它的續航里程,所以當你需要更長的,續航距離的時候,勢必就要換上更大的電池,但它也會帶來更重的重量,那這些都是車廠它必須要在電池,重量成本充電速度,這些因素上面去做討論跟決策。」

記者陳文越:「我們現在來到的地方是電動車的電池製作工廠,那我手上拿的這一顆,就是其中一種電池,不要看它小小一顆,好像沒有什麼,但其實從一開始到最後完成,整個製作過程至少是要14天時間。」

電池科技系統廠長林建灯:「電池主要分為三個製作步驟,第一個步驟是極片的一個製作,那在這裡我們看到說,將我們的活性材料,連結劑導電材跟溶劑等,打到這混漿桶裡頭去,經由6-8小時的一個融合,混合好的漿料經由供料系統,來到這裡塗佈機,然後將它塗佈在鋁箔上面,它的厚度很薄,不到一根頭髮的厚度,那你現在看到油油亮亮的樣子,主要是還沒有乾燥。」

圖/TVBS

塗佈後,經過自動測量監控,確保厚度平均一致,接著進行壓延,以滾壓機更密實,精準裁切後乾燥,方能進到下一步驟。

記者陳文越:「在電動車電池的製作過程當中,環境是相當重要,你看我現在是已經換上了,第二套的防塵衣了,那我手上拿的這個,基本上就是剛剛在第一階段,所完成裁切好的極片,這樣子就可以進入到第二階段了,那它由於真的非常怕水,非常的怕潮濕,所以還要經過烘乾,烘乾完接著就要放到像這樣的乾燥室,進行正負極的組裝。」

 
一連串的電芯組裝程序,每一環節都不能有差錯,除了仰賴自動化的精準,也要有人員隨時在旁監控。

電池科技系統廠長林建灯:「鋰電池的第三個步驟,就是活化,這是充放電機,電芯藉由充電放電程序,注入生命然後讓這電池活化起來,那以致於後面,它可以有充電放電的能力,可以正常的被使用。」

電池科技系統總經理李誌誠:「照目前來說的話,我們電芯電池在往後,這種電動汽車的發展,是那個產量還是不足的,所以在這樣情況底下,就使到說更多的一些新的企業行業,會要去投入到電芯電池。」

圖/TVBS

電池科技系統副技術長柯玨宇:「其實目前大家所著重的目標有三項,第一個是里程憂慮的問題,希望說讓我們的電車,可以達到油車的水準,那以目前電車的能量密度,其實落在300到350公里,已經可以符合,目前油車在行駛里程數,在300到500公里的水準,但是在未來也是希望,提升到1000公里的行駛里程數,那第二點就是希望讓使用者更方便,我們可以達到快充的水準,讓它快充15分鐘,達到80%以上的使用容量維持率,那第三點就是希望說,它的壽命能大幅一個提升。」

目前電動車常見的,都是像這樣的「液態電池」,得要放入膠狀電解質,才能發揮電池性能,而想要拚進化的最關鍵因素,還是在於原料本身,得要有所突破。
 

固態電池科技公司發言人許容禎:「現在目前液態電池的電動車底盤,是像外面大家看到這1比1的大小,那但是因為液態電池,無法兼具安全以及里程焦慮的問題,所以未來電池會由液態,到類固態發展到固態電池,那變固態電池之後,整個電動車底盤,就只需要這麼大,就能做到一樣的容量,掌握電池就等於掌握電動車的發語權,因為液態電池是液態電解液,那在爭取高能量密度的同時,會犧牲掉安全性,但固態電池因為是用,難燃電解質取代液態電解液,所以它可以同時兼顧高安全,以及高能量密度。」

圖/TVBS

若能成功走向大規模生產,固態電池成本將只有原先的40%,還能確保電池的安全穩定性,以及提升電池的續航力,甚至減少充電時間,無疑成了業界的首要指標,尤其看看電池市場不停擴大,預計到2030年,車用電池的年均複合增長率,就高達23%,市場規模更將高達3000億美金,相當於9兆台幣。

台灣電池協會理事長楊敏聰:「整個全世界現在在談的,碳中和這議題的整個籠罩下,幾乎是時時刻刻,在我們每天的業務上面的話,我都可以接觸到,新的廠家進入到這個領域進來,非常非常的多應該講說,我每年可以看到幾乎是倍數的成長。」

大餅誰都想分一塊,近期就連台泥集團,也重砸120億蓋電池廠,搶攻市占率,台塑更組艦隊拚商機,改建原有工廠成電池廠,鴻海當然也沒有缺席,從整車、零件到電池,早已超前部署,不管是全球未來趨勢,還是面對台灣2040年,新售100%全電車的目標,這場電動車延伸的,「電池爭霸戰」儼然已經開打。

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