研調機構 TrendForce 今 (11) 日指出,隨著車廠加速投資與研發固態電池,高活性正負極材料的全固態電池可望在 2030 至 2035 年開始量產,屆時鋰電池能量密度可達到 500 Wh/kg,對應的續航里程約是液態鋰電池的 2 至 3 倍,追平燃油車續航力。
目前新能源車主要使用液態鋰電池,隨正極材料不同分為鎳鈷錳 (NCM) 和磷酸鐵鋰 (LFP) 兩大類,兩者能量密度發展皆已逼近各自極限,研調表示,搭載 NCM 電池的車輛續航里程約 500 至 600 km,LFP 電池則約 300 至 500 km,但對比燃油車 600 至 1200 km 的續航里程仍有 2 至 3 倍的差距。
研調坦言,儘管導入更高容量的正、負極材料可提高電池容量,但活性較高的材料若搭配鋰電池,液態電解質在充放電過程中可能有較高的熱失控風險,固態電解質則相對在結構上較穩定,可有效防止電池短路,兼顧安全與能量密度。
固態電解質依材料分為硫化物、氧化物以及聚合物三種技術路線,電池型態依液態電解質重量占比分為半固態及全固態電池。考量新能源車對能量密度、充放電效率及安全的要求,硫化物及氧化物被視為最適合新能源車固態電池的材料。
廠商布局上,日系車廠主要布局硫化物,Toyota 專利數多並與 Panasonic 合資成立 Prime Planet Energy & Solutions,共同開發固態電池,近日 Toyota 宣布 2027 年將量產全固態電池車,成為日系車廠中進度最快者。
歐美車廠三種技術路線皆有佈局,Mercedes-Benz 為台廠輝能科技 (ProLogium Technology) 的主要投資者之一,預計 2025 年將推出搭載固態電池的新能源車。
中國車廠則布局氧化物,且已量產半固態電池,蔚來汽車、東風汽車及 Seres 預計最快今年內即將推出半固態電池車,為全球半固態電池最快裝車者。研調表示,半固態電池的能量密度約 300 至 400 Wh/kg,仍與全固態電池有明顯差距。
研調認為,儘管有少數廠商在固態電池發展的時程較快,但固態電池目前普遍仍有界面接觸阻抗、低離子導電率及成本過高等問題有待克服,故量產、裝車時間仍待觀察。