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被车用芯片荒吓到 电动车大竞赛从电池开跑 - 财经 - 中时新闻网

2021-12-20 23:07 来源:http://dede.com 浏览数:

经历车用芯片大缺货的惨痛教训,这回电动车厂积极卡位车用电池,而且相关供应链业者低调指出,车厂对于电池技术布局的深度与广度远超过想像,甚至在固态电池到氢能电池的领域,已经看到下一场新革命的开始。

今年以来,因晶圆代工产能不足导致车用芯片荒,已让欧美各国意识到供应链自主的重要性,有鉴于此,美国总统拜登二月二十四日签署了一份行政命令,表示将对关键产业供应链进行审查,厘清是否有过度依赖海外供应商的疑虑,尤其是中国,这当中就包含电动车电池。福特汽车执行长法利日前表示,“现在发生在台湾的芯片荒不能重演,我们需要在地制造的电动车锂电池。”

美国与欧盟会如此忧心不是没有理由的,因为作为下一个世代关键科技产品之一的电动车,势将带来新一波的产业革命与发展,尤其,在电动车系统中,电池因为决定了车子的效能、速度,甚至会连带影响充电、其他车用软件服务等,因此被称为是电动车的“心脏”。

电池为电动车未来角力战场

然而,如此重要的心脏,目前供应链几乎集中在中国,据统计,全球锂电池高达七成以上为中国制造,反观美国则不及全球的十%,不仅如此,就连电池矿物和材料的精炼与生产,也多掌握在中国手中,专家指出,若继续维持此局面,中国将是美欧两强在发展电动车上致命的战略弱点。由此可见,电池无疑是未来新汽车竞赛中的关键战场。

具有能量密度高、使用寿命长、充放电速度快及体积小等优点的锂电池,是目前电动车中最普及的电池技术。锂电池是透过四大关键材料所组成,包括正极(阴极)、负极(阳极)、电解液与隔离膜;其中,正极材料为主要材料,占了电池成本高达五○%以上。深入来看,正极材料不仅作为电极材料参与电池中的电化学反应,也是电池中锂离子的主要来源,其活性与锂离子分布等指标是影响锂电池性能表现的最大关键;因此,正极材料的选用必须考量能量密度、功率密度、适用电压、与电解液之间的安定性、可逆的电化学反应等条件。

锂电池的正极材料繁多,大致上可分为镍钴锰(NCM)、镍钴铝(NCA)的三元材料,以及磷酸锂铁(LFP)两大路线,为了制造更具优势的电池,各国与各厂商对正极材料的选择不尽相同,像是日本和韩国著重三元材料(NCM),而中国则朝磷酸铁锂(LFP)发展。不同材料有不同的优缺点,像是磷酸铁锂的特性在于寿命长、安全性高、成本低,但一大致命缺点是续航力低;而三元电池正好相反,拥有高出前者一半以上的能量密度,可跑得更远、加速更快,但寿命相对是前者约一半的使用期,且安全性较低、成本较高。

锂电池在业界屹立长达三○年,且过去十几年来技术已大幅度跃进,不只能量密度和寿命提高约十倍,据统计,从二○一二~二○年,平均成本已经下降逾八成,是市场上极具竞争力的能源元件;值得注意的是,虽然锂电池的成本不断降低,却依旧是电动车最大的成本来源,比重仍高达三到四成,再者,当前锂电池有著衰退以及充电效率无法提升的问题,且最大的隐忧还是在于安全性。

因为锂电池里头要有让锂离子能够于其中游走导电的液态电解液,电极浸于其中,并用隔离膜隔开,这种构造的问题在于,不断充放电循环之后,电解液体与固体的交界会发生结晶,导致电池效能下降,甚至可能因结晶刺破隔离膜,造成电池内部短路起火。(全文未完)

全文及图表请见《先探投资周刊2134期精彩当期内文转载》

先探投资周刊2134期

(中时新闻网)