全固態電池之產業化

 

刊登日期:2025/7/5
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中國製釉股份有限公司
 
鴻海集團於2021年進入電動車領域,並將電池、電機與電控視為電動車布局之重點,其宣布開發氧化物固態電解質搭配高電壓鎳錳尖晶石正極材料之無陽極電池引起學術界與產業界之廣泛關注。此外,輝能公司為台灣最早進入固態電池開發公司之一,其早期布局消費類電子產品之電池,近年亦導入動力電池開發,並發布基於陶瓷固態電解質之固態電池,其於去年宣布將於法國敦克爾克投資52億歐元(約新台幣1,743億元)建廠,此為輝能海外首座固態電池超級工廠,預計最遲2027年初竣工,其將於該地建立48 GWh的固態電池超級工廠,執行在地化的材料採購、研發與製造。台塑新智能之大型儲能已設立1.2 MW/1.3 MW(兆瓦)儲能系統連接台電電網,另規畫建置100 MW/300 MW電網級超大型儲能站,以及自動化模組產線(含家用儲能、中大型電池模組產線)。為因應未來市場需求,台灣中油已於高雄建立鈦酸鋰負極材料新廠,大幅擴增產能。此外格斯則與台灣廠商密切合作,其中供應負極材料的中油,堪稱是格斯最重要之戰略夥伴。
 
中國製釉(China Glaze)憑藉陶瓷材料之燒結、切割、研磨之核心技術,專注於氧化物固態電解質LLZTO、LAGP、LATP等材料,如圖二所示,具穩定的離子導電率(>0.5 mS/cm),並可客製化陶瓷片尺寸或粉體粒徑,為台灣業界提供全固態電池之發展機會。
 
圖二、中國製釉固態電解質陶瓷片應用於鈕扣電池
圖二、中國製釉固態電解質陶瓷片應用於鈕釦電池
 
此外,本公司亦致力發展新世代之鈉二氧化碳(Na-CO2),如圖三所示,其由正極、負極、無機固態電解質片組成。為增進電極與無機固態電解質片之接觸亦可引入正極/負極界面層。其可實現室溫充放電,且放電容量可高達28,830 mAh/g。於電流密度為100 mAh/g,截止電容量為500 mAh/g之條件下,可穩定循環105次。本發明已分獲台灣及美國之專利。
 
圖三、固態鈉二氧化碳(Na-CO2)電池點亮紅色LED
圖三、固態鈉二氧化碳(Na-CO2)電池點亮紅色LED
 
因此電池之比容量高且其較鋰來源便宜,同時此電池利用CO2為正極材料,一方面提高CO2捕獲的經濟性,另一方面可以減少CO2的積累。於能源存儲與碳中和應用方面具有一石二鳥的效果。而火星的大氣環境約95%是CO2,故鈉二氧化碳電池於未來的能源儲存、碳中和與火星探測將具產業應用之潛力---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》463期,更多資料請見下方附檔。

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