「全固態電池」—汽車、材料、電子零組件業者紛加速佈局

 

刊登日期:2021/3/17
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范淑櫻編譯
 
以電動車為首,各類製品皆朝向電動化的方向發展,電池的利用範圍持續擴大,於此同時,電池安全性也成為備受關注與爭議的話題。近年來,眾所矚目的焦點即為全固態電池,汽車、電子零組件、材料等領域的業者也紛紛活用自有技術,積極投入此市場,期許全固態電池成為企業的新一波成長動能。
 
根據日本市調機構–富士經濟的調查顯示,全固態電池的全球市場在2018年約有24億日圓,預估2035年時可望成長1,106倍,擴大至2兆6,772億日圓。其中以在電動車(EV)的動力用途最受期待,汽車業者等朝向大型全固態電池的量產化目標,積極推動相關開發。
 
豐田(Toyota)目前握有上千件全固態電池專利技術,位居世界第一,在全固態電池研發方面處於領先地位,同時也讓Toyota有相當的優勢加速全固態電池投入市場的速度。Toyota計畫在2020年代前半期領先其他汽車業者,將全固態電池推向實用化,預計2021年公開試作車,並正式展開性能測試。而日產汽車(Nissan)則計畫在2028年將自行開發的全固態電池搭載於實車上。
 
若使用全固態電池,即使是小型EV,亦能在不犧牲駕乘空間的情況下延長續航距離。與鋰離子電池同樣搭載條件下,Toyota開發中的全固態電池搭載車能行駛超過2倍、達500公里的距離。
 
因應汽車業者的發展動態,日本國內的材料業者也紛紛加速推動建置主要零組件的生產體制。例如三井金屬投入固體電解質材料的生產,目前埼玉縣工廠已開工生產,2021年可生產出客戶試作所需的採購量,約有數十噸規模。
 
出光興產也以車載全固態電池為目標,在千葉縣工廠新設固體電解質的生產設備,並自2021年開始投產。由於全固體硫化系物質硬化等作業相當重要,因此金屬、化學企業較易參與。住友化學也與京都大學就全固態電池的實用化,展開相關材料與技術之共同研發。(表一)
 
表一、汽車、材料等領域業者積極推動全固態電池相關開發
表一、汽車、材料等領域業者積極推動全固態電池相關開發
 
電子零組件業者相繼投入,全固態電池市場爭奪戰升溫
另一方面,電子零組件產業的業績容易受到汽車、智慧型手機銷售動向等外界因素影響,但對於需求將會持續擴大的全固態電池,各家業者皆抱以期待。而電子零組件業者採取差異化戰略,以小型、大容量為重點開拓市場,並以2021年度為目標,加速展開全固態電池的量產計畫。但由於各企業的策略、佈局領域相近,因此率先掌握市場先機、建立量產體制,將能獲取先發競爭優勢,業者之間的競爭也日趨白熱化(表二)。
 
相較於其他電子零組件業者,TDK已早先一步在2020年2月開始量產表面貼焊零件型( Surface Mount Device; SMD)全固態電池「CeraCharge」,目前月產能3萬個,因應銷售狀況,預計將提高產能至10萬個。「CeraCharge」使用了陶瓷固體電解質,並採用了小型積層陶瓷電容器(MLCC)的積層技術。容量為100μAh,與小型鈕扣型電池同等程度,充放電循環超過1,000次以上。額定電壓1.5V,動作溫度範圍為 -20~80 ℃,產品外型大小約4.4×3.0×1.1 mm。
 
村田製作所則預計在2021年3月之前在滋賀縣工廠開始量產小型、高容量之全固態電池,月產能10萬個。量產之電池容量為2~25 mAh,是其他企業開發製品約100倍的高容量。電池大小則是長、寬在5~10 mm、高度2~6 mm,是可應用於表面貼焊的小型尺寸。目前已預定採用於---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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