動力電池市場成長快速 全固態電池受期待

2017/08/10 - 魏淑芳

DIGITIMES企劃

電池技術在近期屢有突破,相關市場前景備受看好。對於消費性電子而言,電池能量密度及快速充電技術的導入,是近期的兩大觀察重點。至於動力電池方面,IEK產業分析師呂學隆表示,「受惠於歐美及大陸電動車市場的崛起,動力電池的市場仍將繼續保持兩位數的成長。」

目前的主流動力電池類型概分為鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池等,其中,由於鋰離子動力電池在能量密度、電壓、循環壽命、無記憶效應等方面的表現都優於其他種類電池,因此電動汽車多採用鋰離子電池。

根據大陸化學與物理電源行業協會動力電池應用分會日前發布的《2016年中國新能源動力電池產業發展報告》指出,全球3C鋰電池市場日趨成熟,動力鋰電池已成為全球鋰電池市場快速成長的最大推力,統計2016年全球鋰電池出貨量為115.38GWh,其中動力鋰電池出貨量45.33GWh,佔有約4成的比例,且預估未來10年,全球動力鋰電池市場將繼續快速成長,預計2022年總需求量和市場規模將分別達到54.9GWh和267億美元,未來10年年複合成長率分別為37.0%和31.6%。

固態電解質  增進電池安全性

近年來,電池的安全性日益受到重視,固態電池成為重要的發展方向。相較於傳統鋰離子電池是使用易燃的液體做為電解質,因此一旦隔離膜被穿刺,就容易導致電池電解液漏出,進而引發燃燒、甚至爆炸等意外。固態電池的主要訴求就是除去電解液。例如,採用固態鋰陶瓷電解質來取代電解液,因為是固體,自然就能避免漏液問題。

此外,固態電池的能量密度也是頗受期待,尤其是鋰電池教父John Goodenough教授團隊於今年稍早發布的玻璃狀固態電解質技術,宣稱放電電壓可達3V以上,能量密度是鋰離子電池的至少3倍。

固態電池擁有諸般好處,不過,呂學隆指出,固態電池技術門檻頗高,且成本及壽命仍是有待突破的瓶頸,因此目前常見的方法是採用膠態搭配固態電解質,以求電池產品快速進入量產,不過這就與全固態電池有所差距。

2020年  全固態電池進入市場

所謂的全固態電池,是指電池的各個單元,包括正負極、電解質等全部材料皆採用固態形式存在。就現階段來看,不論是採用何種技術取向,全固態鋰電池幾乎仍處於實驗室階段,仍有許多難題有待解決,包括電解質和正負極材料的集成、鋰離子電導率低、金屬鋰電極體積變化等,一般預計全固態電池將在2020年後才會進入市場。

例如,豐田汽車計畫於2022年開始銷售由新式全固態電池驅動的電動車,此電池技術的導入可大幅提高行駛里程、減少充電時間,且重量更輕、更安全。此外,BMW也已投入開發全固態電池,預計將於2026年左右正式使用於BMW車種上。



圖說:IEK產業分析師呂學隆。