張家銘 / 工研院材化所
一、研討會簡介
Advanced Automotive Battery Conference (AABC) 是全球領先的汽車電池技術會議，專注於電動車(EV)、混合動力車(HEV)、插電式混合動力車(PHEV)以及其他先進能源儲存技術的最新發展。技術演講內容涵蓋鋰離子電池、固態電池、新興電池技術及製造流程的最新研究，以及市場層面，包括分析電池成本、供應鏈挑戰、政策法規與未來發展趨勢，提供相關企業、工程師、科學家及投資者一個交流平台。
由於會議內容廣泛，本文特別精選 QuantumScape、CATL、BloombergNEF 及 DOE 的演講進行重點介紹，期望讓讀者更深入瞭解當前最受矚目的全固態電池與鋰金屬電池技術開發進展、全球電池市場分析及美國能源部政策方向。此外，DOE 報告中特別提及磷酸鋰錳鐵(LMFP)作為下一代新電池材料的發展趨勢，並引用台灣LMFP廠商泓辰公司(HCM)及工業技術研究院的LMFP材料與電池開發資料，因此本文也將對LMFP技術進行介紹，希望為讀者提供更全面的理解。
二、研討會論文介紹
1. 全固態電池 & 鋰金屬電池 – QuantumScape & CATL
(1) Updates in Lithium-Metal Battery Technology – QuantumScape
QuantumScape的固態電池以Anode Free技術為基礎，如圖一，負極為銅箔，搭配其研發的全固態電解質隔離膜、正極電解液，可製造出高能量密度、高安全性、可快速充放電的全固態電池。本次主要發表其24 Layer的固態電池安全測試成果及最近剛成功進入B-sample測試的QSE-5電池規格及性能，首先為安全測試部分，使用QS製造的Alpha-2 22L與商用軟包電池進行螺絲起子墜落碰撞測試比較，將螺絲起子置於一定高度下，讓其墜落與電池發生撞擊，監測電池變化檢驗其安全性(非標準安全測試)，圖二展示測試結果……
圖二、QS Alpha-2 22L與商業用軟包電池安全測試結果
(2) CATL's 21st Century Lab: The Current State of Research on Lithium Metal – CATL
寧德時代(CATL)本次報告的主要內容為其在鋰金屬電池上的最新研究結果，研究方向為含電解液及負極為Anode Free 或鋰金屬箔的鋰金屬電池，故其首先指出SEI的Li 消耗為鋰金屬電池壽命的關鍵，如圖八。使用相同的高濃度電解液分別製作石墨/NMC811、Cu/NMC811(Anode Free)電池比較壽命，同樣狀況下石墨/NMC811電池可維持穩定壽命，而Anode Free電池則循環壽命不佳，其關鍵就在於SEI是否被重複利用。石墨電池可形成穩定的SEI，在每次充放電循環均維持穩定可被重複利用，而在Cu/NMC811電池則每次皆須形成新的鋰金屬層，故……
圖八、石墨與鋰金屬電池的SEI Li消耗機制比較
2. 電池市場走向及美國政治情勢變化影響&美國能源部(DOE)研發方向– BloombergNEF & DOE
(1) VTO Battery R&D Overview – DOE
本篇由美國能源部車輛技術辦公室(VTO)團隊發表，VTO致力於開發低成本、高性能、安全且環境友善的電池技術，以推動電動汽車市場的發展，VTO的主要目標是開發能夠大規模進入電動車市場的電池技術，其目標如圖十五。為實現這些目標，VTO給出的研發技術路線圖如圖十六與十七……
圖十六、DOE VTO電池研發路線 – 鋰離子電池
(2) Global Battery Market Outlook and Policy Impacts – BloombergNEF
BloombergNEF報告探討全球電池市場趨勢，包含電池需求的快速增長、製造能力的提升，以及各國政府為在地化電池供應鏈所採取的政策(例如美國的《通膨削減法案》和歐盟的綠色協議)，分析這些政策對電池市場的衝擊，包括對價格、技術和供應鏈的影響，圖廿一為預計到2035年，鋰離子電池需求將從2020 年的相對低點大幅增加，各類應用均呈現增長，包括乘用電動車、商用電動車、電動巴士、兩輪/三輪車以及儲能系統，其中乘用電動車占據主要份額，故全球鋰離子電池的製造產能正在迅速擴張，但 …以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖廿二、鋰離子電池製造成長預估