吳偉新 / 工研院材化所
前言
2023年春季日本二次電池展，在材料方面筆者所觀察到的最主要趨勢大部分都是邁向高能量密度、高安全性與高信賴度發展，甚至許多前瞻型的鋰電池已經有初型產品展示出來，甚至有所應用。而相關材料，如隔離膜與黏著劑，也朝功能化為目標，不外乎安全性的提升與解決低能量密度等問題。複合材料與功能型添加劑也都在這次的參展重點項目當中，並且符合市場趨勢需求，如乾式製程。
當前二次電池中最主要的產品依舊是鋰電池，而鋰硫與鋰空氣乃至液流電池都尚未有發展品。在應用端方面，目前最迫切需求的還是新材料的開發，尤其以正極材料最受矚目。NMC等三元型材料或摻混稀有金屬材料等備受重視，也是各家廠商所努力爭取的市場。在製作極板與電池機具開發方面，同樣朝向高自動化與連結性作為開發目標。日本機台部分商品則採小型化為另一走向，未來電池逐漸朝向堆疊式等高端製程也有相關的市場型商品被發表，部分廠商採用一條龍的生產鏈串聯機台作為主力商品。
另外，在全固態電池方面，日立造船已公開獨家設計從55 mAh的開發品到最新的5 Ah，並且以硬殼作為封裝，但不透露包裝材料為何的AS-LiB，目前主要應用在太空場域，因此可真空下操作循環，常溫壽命可達200圈與98.5%容量維持率，是相當出色的數據。然而，目前固態電池因材料製程與電池整體設計的限制，能量密度仍無法展現備受期待的表現，也不及於目前的鋰離子二次電池，可應用的範圍仍舊有限，市場預期也必須延至2030年後才能有所突破。因此，當鋰離子電池市場靠著電動載具的成長而依舊保持強勁的態勢下，固態電池等創新二次電池(鈉、鉀、陶瓷、鋰金屬、鋰硫……等)仍舊需要依靠新的市場與新的應用載具來搶佔未來鋰二次電池的市場短缺與彌補其特性上的不足。
重點廠商參展內容
MARPOSS K.K.
展品：IRIX
IRIX 是一種使用彩色共聚焦技術的非接觸式測量儀器，可以測量白光透過的任何材料距離和任何材料厚度。由於需要將 R2R 工藝用於柔性薄膜電池製造和 PEM 組件，使用彩色共聚焦技術的非接觸式傳感器厚度監測的在線質量測量和控制越來越受到關注。
圖一、 日立造船全固態鋰離子電池展品
NIPPON ELECTRIC GLASS CO., LTD.
展品：全固態鈉離子二次電池 (開發品)
全固態電池安全性高、工作溫度寬、易增容。此外，由於可以同時解決當前鋰離子二次電池所面臨的資源稀缺的原材料供應風險，因此具有廣泛應用潛力。輸出電壓3V，具有可與目前的鋰離子二次電池相媲美的高實用性。
日立造船
展品：全固態鋰離子電池AS-LiB®
“AS-LiB®”是一款兼具“高安全性”、“寬工作溫度範圍”和“高耐環境性”三大特點的全固態鋰離子電池，如圖一。利用日立造船加工技術的獨特製造方法，消除了傳統全固態電池充電和放電時所需的機械壓力。目前，正在利用“AS-LiB®”的特性，開發航空航天、工業機械和醫療設備的應用程序。
主題演講內容
陶瓷鋰離子電池Enerezza®的研發現況
■ 京瓷株式商社 (研發部門)
京瓷(KYOCERA Corp.)和美國新創24M所共同開發的陶瓷型電池(Clay-type LIB)已開始進行投產作業，本段將介紹該公司的儲能系統Enerezza®，以及何謂陶瓷型電池與其未來的發展。該項電池開發項目橫跨全球，目前以力求推廣乾淨能源的家用型儲能系統為市場切入點，主要業務在日本佔33%、亞洲26%、美國19%以及歐洲18%。
Enerezza®內包含的陶瓷電池是以鋰離子電池設計為出發點，並非為一般定義的固態或半固態電池來設計，其中該極板是以特殊製程方式捨棄黏著劑並導入膠態電解質後與陶瓷材料進行複合，詳如圖二。該電池發明人也是共同創辦人的蔣業明教授的設計理念是打破傳統由數個極板並聯起來的電池元件統合為一對極板的方式，大幅度縮減內部材料的使用(降低約30%)與降低排碳量約40%。製程方面，使用京瓷獨立開發的陶瓷塗布技術與塗布設備，得以實現厚電極以減少繁複的極板製程。由於是以家用儲能市場為開發方向，不僅因使用了安全性較高的鋰鐵正極材料也同時可實現長壽命，最重要的是 ---以上為部分節錄內容，完整資料請見下方附檔。
圖二、Enerezza®內包含電池元件與傳統電池在性能與結構之區別