《經濟論衡》全固態電池 可克服里程焦慮

林建甫 2023/06/19 17:07 點閱 3251 次
日本汽車業龍頭豐田汽車力拼2027年推出搭載全固態電池的電動車(EV),僅需充電約10分鐘、就可跑1,200公里(km)。(豐田官網)
日本汽車業龍頭豐田汽車力拼2027年推出搭載全固態電池的電動車(EV),僅需充電約10分鐘、就可跑1,200公里(km)。(豐田官網)

豐田汽車最近宣布,備受外界期待的次世代電池「全固態電池」(all-solid-state battery) ,最快將於2027年實際搭載在純電動汽車 (EV) 上。這是一個突破電動車瓶頸的大好消息!

電動車是時代的潮流

EV 在運行過程中可以做到零汙染,完全不排放會汙染大氣的有害氣體。即使按所耗電量換算為發電廠的排放,造成的汙染也少於傳統汽車,因為發電廠的能量轉換率更高,而且集中排放可以更方便地加裝減排及防治汙染設備。
以結構來說,電動車最重要就是電控、電機及電池,較內燃機汽車結構簡單許多。電動車不再需要複雜的引擎、變速箱、傳動系統和占據了大量空間的排氣裝置,保養維修就簡單許多。

電動車的電動馬達特性就是扭矩大,可在低轉速下輸出最大馬力,相比汽油車的內燃機引擎必須在高轉速情況下才能輸出大馬力,因此電動車起步時的加速表現較傳統汽油車更佳。

兩大重要方向

然而,當下電動車的瓶頸是電池的容量及充電的設施,車主的里程焦慮是共同的不可承受之重。因此,未來新能源汽車的發展趨勢有兩大重要方向。一是電動車的續航里程將會越來越長。目前,電動車的續航里程已經可以達到幾百公里,但是仍然存在一定的局限性。未來,隨著電池技術的不斷進步,電動汽車的續航里程將會越來越長,這也將會進一步促進電動汽車的普及。

二是電動車的充電時間將會越來越短。目前,電動車的充電時間比較長,需要幾個小時才能充滿電。未來,隨著充電技術的不斷進步,電動車的充電時間將會越來越短,這也將會進一步提高電動車的使用便利性。

全固態電池的優點

全固態電池被視為新一代電池的有力候選,充電不到10分鐘就能充滿電,可行駛約1200公里,續航距離延長至現有EV的2.4倍,延長了曾是弱點的電池壽命。
全固態電池跟目前用在EV及電子機器等的鋰離子電池不同,使用的是固態電解質而非液態電解質,優點是容量大且體積小,可增加EV續航力並縮短充電時間,但壽命短及如何降低量產成本都是課題。
其實豐田在此之前已公布將在2020年代前半段讓全固態電池進入實用階段,首先將搭載在混合動力車輛 (HV) 上的計畫。但這次的消息是更改方向至EV及落地的大突破。

改寫市場勢力版圖

豐田計劃今後將以實現量産化為目標加緊進行技術開發,讓包括搭載全固態電池在內的EV全球年銷量,在2030年達到300萬輛。這將改寫EV市場的勢力版圖。EV市場目前已由美國電動車大廠特斯拉 (Tesla) 等車廠搶占先機,豐田期待透過電池新技術急起直追。

日本其他汽車製造商也加速研發全固態電池,例如本田技研工業 (Honda Motor Co.) 預計2020年代後半段、日產汽車 (Nissan Motor) 也預計2028年度進入實用階段。
面對溫室氣體效應引起的氣候變遷,各國政府均陸續提出方案逐步以電動車取代傳統的汽柴油汽車。各汽車生產商亦加快企業的策略調整,發展電動車的技術和建構基礎設施,未來更多新技術,值得期待。