還記得去年鴻海集團董事長劉揚偉向媒體宣告,在未來電動車時代,「得三電(電池、電機和電控)者得天下」。其中在電池方面,鴻海也預告將在2024年推出商業固態電池,到底這固態電池為什麼這麼重要,當前技術相較於特斯拉現在的鋰電池又差在哪?這兩天國外科技媒體就整理了幾個要點,我覺得挺不錯的。
所謂的固態電池,顧名思義,就是使用固體電解質來取代鋰電池或者鋰離子聚合電池的電解液概念全然不同,由於科學界認為鋰離子電池已經到達極限,固態電池被視為可以取代鋰電池的解決方案之一,另一個比較知名的解決方案就是部分被廠商用在行動裝置的石墨烯電池。
鴻海採用的電動車電池解決方案就是固態電池。首先,先來回顧一下 2020 年底,鴻海集團產品長蕭才祐面對台灣媒體採訪的回應。
他說,目前(2020年)光是電動車電池成本就佔了電動車的 1/3,為了讓電池提升效率,不用經常回廠更換,鴻海正在發展 6 項關鍵技術,包括電池快充與低溫優化、低鼓脹軟包技術、雲端AI電池管理系統、高能量密度電池、無貴金屬全新製程以及最新的固態電池研發。

稍早 Cnet 記者(Brian Cooley)整理了現在的固態電池具有以下幾個優劣勢,我覺得應該是目前文章當中最淺顯易懂、而且最完整的:
- 更高的電力密度:相同體積的固態電池將可望為現有包括特斯拉在內的電動汽車帶來兩倍以上的電力,因此在開發設計上,就可以考慮讓電池縮小,進而讓電動車在相同電力的範圍之下,提供更大的設計空間,甚至價格比傳統鋰電池方案更低一些,當然這也代表相同容量的電池,將讓電動汽車續航力更長。
- 充電速度更快:在科學家分析之下,固態電池能夠在 15 分鐘內達到 80% 的充電量。
- 壽命更長:報導當中引述 2020 年 5 月的報導當中,指出通用汽車與韓國廠商LG Chem在美國合作開發百萬英里的電池,該合資企業將稱為Ultium Cells。隔了一個月,也就是 2020 年 6 月份,特斯拉提交了所謂鎳鈷鋁電極合成技術的專利,並且宣布將率先與中國廠商合作在當地推出使用百萬英里的電池的電動車。
- 熱穩定性:固態電池將縮小熱失控的可能性,相較曾經害特斯拉股價大跌的鋰電池失火事件來說,固態電池的穩定性較高。
除了上述四個優點,Brian 也整理了下述三個缺點:
- 熱脹冷縮:固態電池相較鋰電池來說,目前對於外在環境溫度變化非常敏感,電池熱脹冷縮的狀況會讓它們在充電和放電時,破壞固態材料的排列,並導致電池毀壞。
- 枝晶:枝晶的形成是電池重複充放電後金屬積澱不均勻造成,這些類似樹根的結構,可以在固態電池中生長,破壞材料層的精確劃分並導致電池失效,而目前科學家們正在積極解決這個問題。
- 費用:基於上述原因,固態電池造價仍然相對鋰電池昂貴。
從相關報導來看,固態電池對車商來說早就不是新聞,只是最近這項技術有了關鍵的進展,目前許多車商都希望在 2025 年完成首批使用固態電池的電動汽車量產計畫,這包括福斯汽車、通用汽車、豐田汽車等知名車商,而知名的新創公司 QuantumScape、日本松下公司都已經在固態電池關鍵技術有相當的進展。
針對固態電池,蕭才祐指出,鴻海開發固態電池關鍵材料包括,正極材料、負極材料、電解質和助導劑等,可讓重量減少一半,體積縮小為1/6,電池循環壽命可以提高10%以上,這次從 Cnet 記者整理的資料來看,固態電池確實是大勢所趨。
日前,鴻海富士康集團宣布將為電動汽車品牌 Fisker 代工組裝電動車,預計將從 2023 年開始生產,簽署備忘錄之後,富士康將替 Fisker 生產第二款電動車,預計 2023 年第四季投入生產,年產能將可望達 25 萬輛以上。
鴻海表示,Fisker 的下一輛量產車,從概念到量產只需花費 24 個月,這意味著 2024 年,消費市場就可以看到 Fisker 第二款電動車。 Fisker 執行長 Henrik Fisker 希望與富士康一起推動 Project PEAR,互補優勢,創造價值。至於鴻海去年(2020)年底提到包括固態電池在內的電動車關鍵技術,會不會首度在這台車、甚至會被日後的蘋果汽車(Apple Car)所採用,答案已經不言而喻。