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需求快速攀升 兵家必爭

鋰電池應用以電動車最受矚目、商機最大。(網路照片)
鋰電池應用以電動車最受矚目、商機最大。(網路照片)

本文共1476字

經濟日報 工業技術與資訊

2050年前要達到淨零碳排已成為全球共識,其中,鋰電池以高能量密度、操作電壓高、耐受溫度範圍大、壽命長等優勢,可望在淨零時代延續優勢,是國際間最受矚目的儲能技術之一,工研院近年也積極投入鋰電池的創新技術研發。

「各國搶攻電池領域的情況已漸趨白熱化。」工研院產業科技國際策略發展所研究經理呂學隆表示,隨著全球能源政策的推展,各種無線家電產品或裝置、電動車等各式載具發展快速,國際間對電池的需求愈燒愈旺。

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鋰離子電池商業化迄今30年,隨著性能不斷精進,已是3C產品不可或缺的儲能設備。鋰電池產業是兼具高資本密集與高技術密集特質的產業,由上游電池材料、中游電池芯到下游的電池模組、電池管理系統等發展,需要具備化學、電子與機電整合能力的人才與技術,才有機會在供應鏈占有一席之地。近年來因可攜式產品市場持續成長,以及各方看好電動車潛力,鋰電池產業發展受到注意,其中又以車用市場屬成長初期與單位使用量大,吸引各方積極投入。

日本是最早發展鋰電池的國家,無論技術或是專利皆占舉足輕重的地位;中國大陸除掌握電池生產的關鍵原物料如鈷、石墨,並在2012年制定新能源汽車的財務補貼措施,吸引許多國際大廠進駐,帶動「中國製造」的銷售占比。美國過去在電池部分多仰賴亞洲國家供應,近年受到美中貿易戰影響,也陸續投入許多預算發展在地供應鏈。

台灣廠商也早已布局,台灣鋰電池產業過去主要是投入消費性電子產品應用,且上下游均有廠商投入,其中電池芯的技術能力與產品品質具國際水準,筆記型電腦用鋰電池模組為全球主要供應商。到晚近崛起的車用市場開發來說,雖然尚屬起步階段,產業秩序與生態仍處於形成期,但台灣廠商從電池材料、電池模組、電池系統到整合系統技術,下游電動汽車、電動機車製造等,上下游產業鏈架構成形,並陸續與國際大廠合作。

面對零碳能源與電動車發展趨勢的挑戰,台廠應盤點自身優勢,在原有基礎上定調發展方向。台灣傳統印刷電路板(PCB)的銅箔技術優異,可考慮提升技術至鋰電池銅箔的生產供應等級。目前國內長春化工銅箔技術已打入全球前五大鋰電池供應商地位,是「聚焦本身技術的發展,並適時投入全球市場的供應鏈」最佳代表。

「聚焦特殊利基型市場電池芯的製造,以及搭配最佳化的電池性能、智慧化電池管理的模組組裝環節,也是台廠的強項」。呂學隆表示,目前全球每十台手持式無線吸塵器中,就有一台的電池芯是MIT;每100台藍牙穿戴式裝置,就有八套採用台灣電池芯;在電動自行車的電池模組業務上,台廠也居全球前三大市占地位。

安全性技術的研發也是兵家必爭之地。目前各電動汽車國際大廠研發方向著重於「電池能量密度」、「循環壽命的提升」及「降低成本」三大面向;但長期目標都望向固態電池的研發。不過,要把原先易燃的有機液態電解液轉化成固態,又要兼顧充放電的安全性與效率,並非易事。現階段國際趨勢台廠可先朝半固態、類固態電池的方向邁進,只要能發展出比液態電池安全的技術,廣義來說也是解決電池的安全性問題,等到行有餘力時,企業再思考如何把全固態電池商品化。

此外,鋰電池回收與再生也是備受矚目的環保議題。大陸已祭出「生產者責任制」約束產業,表明賣出電動車的生產者,除有義務做好電池回收工作,也須將相關資訊公告於網路平台,回收執行不力時會被檢討與限期改善、祭出禁售罰則等。

台灣憑藉3C電子產品過往鋰電池供應的產業基礎,在其他應用部分已有相關經驗與重要性,如今因地緣政治、國際局勢驟變等因素,鈷價波動大,已有電池業者企圖透過增加鎳來取代鈷,帶動相關廠商著手布局鎳的回收,長遠看來,從鋰電池循環經濟中找出台廠的利基點,仍是可期待的方向。

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