啟動全球電動車革命之鑰—高能量動力鋰電池

刊登日期:2017/3/5
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【專題導言】

由於PM2.5環保問題嚴重與全球正積極推動節能減碳,因此發展綠能電動車是目前全世界重要的課題。電動車的三大關鍵次系統,包括①動力控制系統;②電動馬達和控制單元;③動力鋰電池(電池管理)系統,其中動力鋰電池(電池管理)系統約占電動車成本的30~40%,是電動車最重要的次系統。因此,發展具有高安全、低價與高能量的動力鋰電池來應用於電動車輛,是現今鋰電池最重要的課題。根據IEK調查資料顯示,2016年全球電動車銷量約220萬輛,預估至2019年將突破344萬輛。根據麥肯錫的報告,電動車的核心部件動力鋰電池,其成本從2010年的1,000(美元/度電)下降到2016年的227(美元/度電);預估當2020年電池成本下降至190(美元/度電)時,電動車的市場將會噴出巨量,造成傳統汽油車的衝擊。

根據法國Avicenne Energy估算,2013年全世界電動車應用的動力鋰電池為5,000 MWh,預估至2020年時,動力鋰電池需求量將達30,000 MWh,2025年時需求量達50,000 MWh,從2013年至2025年的電動車動力鋰電池需求量約成長10倍,市場銷售額達250億美元。

另一方面,受到日本311大地震之影響,日本的鋰電池儲能系統,已商業化應用於住宅、企業與電網儲能系統。全球電池儲能系統市場將由2015年的1,313億日圓,至2025年成長為7,423億日圓。為了解決電動車輛的續航力問題,來加速綠能電動車的發展,需要開發新世代高能量動力鋰電池材料與製程技術,以應用於電動車、電動機車、電動巴士與儲能系統。

去年全球知名的特斯拉公司發表Model 3電動車,使用大量生產的高能量鋰電池,來降低每度電的電池成本達190(美元/度電),讓平民電動車得以實現。因此,未來鋰電池發展的趨勢將朝向①高能量;②高安全;③低成本;④長壽命等技術發展。針對上述需求,需要開發新世代高能量動力鋰電池材料與製程技術,以符合未來電動車、電動機車、電動巴士與儲能系統的電源需求。本技術專題主要針對電動車用高能量鋰電池技術來進行探討,包括全球電動車市場、高容量鎳系氧化物正極材料、高容量矽負極材料、高安全極板及鋰電池與模組熱模擬與安全性等技術題目。藉由新世代高能量動力鋰電池材料與製程技術研發,希望喚起大家對儲能元件與系統的重視與投資,以解決電動車、電動機車、電動巴士與再生能源儲能系統的電源需求瓶頸,建構國內完整的上/中/下游產業鏈,並掌握未來鋰電池材料、高能量動力鋰電池與電池模組等的產品商機。


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