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解決里程焦慮困境 材料技術加快電動車充速度

文‧廖世傑 發布日期:2018/08/06

目前全世界鋰電池市場約130GWh,產值約250億美元,其中動力鋰電池市場約57%,消費性電子通訊產品鋰電池37%,儲能占6%。動力鋰電池包括磷酸鐵鋰(LiFePO4, LFP)電池占比18%;三元(LiNi1-x-yCoxMnyO2, NCM)電池占比60%;二元(LiNi0.8Co0.15Al0.05, NCA)電池占比16%;錳酸鋰(LiMnO2, LMO)電池占比5%;鈦酸鋰(Li4Ti5O12, LTO)電池占比1%。由於全世界每年汽油新車銷售量約8,800萬台,而目前全世界純電動車的年銷售量約70萬台,市占率不到1%,預計未來20年動力鋰電池市場仍將持續快速成長。鋰電池為未來新能源車動力之主流,新材料及新電池技術仍不斷進步發展,能掌控新鋰電池及材料技術,即握有未來發展契機。

動力鋰電池及材料整體技術路線將遵循高能量密度、高功率、長壽命和高安全方向發展。三元/二元正極由於能量密度高適合用於乘用車,而鋰鐵正極由於高安全性適合用於商用車。三元動力電池(方形VDA)能量密度目前已達220Wh/kg以上,循環壽命超過1,500次。規劃2020年能量密度目標300Wh/kg,2025年350Wh/kg,2030年達到500Wh/Kg。而在電巴、物流等應用之商用車鋰鐵電池能量密度目前為150Wh/kg,2020年目標160Wh/kg,而壽命要達到8年循環壽命6,000次以上。快速充電LTO電池能量密度目前為70Wh/kg,循環壽命10,000次以上;2020年能量密度目標120Wh/kg。

依一般構想,電動汽車在白天行駛,晚上可慢速充電五小時,如此也充分利用了晚上的低廉電價。但在實際生活中,受傳統習慣、生活節奏、物業管理等因素,用戶本身更願意接受快速充電。在同一個電池中,能量密度與快速充電可以說是不可兼得的兩個性能。而目前看來電池追求高能量密度是主流。當能量密度足夠高,一台車裝載的電量夠大,足以避免所謂「里程焦慮」,電池快速充電性能的需求就會降低;但電動車在「里程焦慮」無法突破的現階段,快充是一個可以發展的方向。另一方面,即使電池之電量提升至足以克服里程焦慮,但如果考慮電池成本,那麼購買較小電量並具快充性能的電池,也是不錯的選擇。

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