呂學隆 / 工研院產科國際所
快速充電作為電池技術進步而動態演變的性能指標，電池產業從過往提升能量密度的主要目標，逐漸轉為將克服快充瓶頸作為關鍵突破技術。但快速充電電池並沒有一個統一或客觀的定義，其核心概念是指能夠在顯著縮短的時間內安全地補充大量電能的二次電池，將充電便利性提升到接近傳統燃油車加油所需時間的便利性，以解決電動車用戶的「里程焦慮」。在技術和業界實務中，目前使用C倍率(C-rate)來衡量電池充放電速率，其中「C」代表電池的容量，1C倍率意味著需要1小時（60分鐘）將電池從0%充到100%，依此類推，2C：約需1/2小時 = 30分鐘充滿；4C：約需1/4小時 = 15分鐘充滿。本文將以4C充電倍率作為分水嶺，採用更嚴格的定義，討論國際上能夠滿足高於4C充電倍率之快速充電電池產品與技術的現況。
【內文精選】
快充電池市場生產者眾多，積極朝向6C~10C超快速充電邁進
當前國際主要鈦酸鋰電池生產廠商現況與動態如表一所示。市面上Toshiba推出SCiB™的鈦酸鋰(LTO)電池產品（圖二），在2017年應用於火車上，2018年應用於新幹線，2020年與Nissan合作旗下車款DAYZ/ROOX與DAYZ/ROOX HighwaySTAR，以及Mitsubishi與Suzuki旗下12 V輕型油電車型中使用，Mazda的Mazda3 SEDAN與FASTBACK 24 V動力混合車以及日野(Hino)大型動力混合車的應用等。
▼表一 2025年國際主要鈦酸鋰電池生產廠商現況與動態
Toshiba對內策略規劃資料中，並未以現有國際鋰電池應用市場中最為熱門與占比最高的電動車應用為主要訴求，而是聚焦於汽車啟停系統（合作車廠包括：Suzuki、Nissan、Mitsubishi、Mazda）、AGV工業應用（如Amazon物流之無人搬運車）與儲能業務。Toshiba自2010年起陸續投入儲能系統(Energy Storage System; ESS)市場經營，累積已有國際11個場域建置經驗，包括日本的沖繩、滋賀縣米原市(0.2 MWh)、神奈川縣川崎市(350 kWh)、橫濱智慧城市計畫(YSCP) (100 kWh)，以及國外的芬蘭赫爾辛基(0.6 MWh)、英國威倫霍爾(1 MWh)，並與義大利Terna公司和ACEA公司合作；其中，於東北電力—西仙台變電所建置的40 MW/20 MWh系統，為全球已投入運行之最大規模鈦酸鋰(LTO)電池場域；另外也推出家用儲能產品「eneGoon」，以6.6 kWh規格推廣。
圖二 Toshiba SCiB應用產品
鈮基負極：實現10分鐘內充電、積極尋求商業化突破
鈮鎢氧化物(Niobium Tungsten Oxide)憑藉其獨特的晶體結構，展現出超快充電、超長循環壽命及高安全性的優異性能。其具備獨特的「剪切型(Shear)」或「類鈣鈦礦」晶體結構中，存在著大量的離子傳輸通道，此結構使得鋰離子能夠在其中快速、高效地嵌入和脫出，而不會對材料結構造成顯著的體積變化。其中，英國的Echion Technologies推出的XNO®鈮基負極材料，已證實能讓電池在6分鐘內安全快充，並具備超過1萬次的循環壽命----以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》465期，更多資料請見下方附檔。