電池聊什麼才內行4-氧化物電解質電池

《電池聊什麼才顯得內行-4氧化物固態電解質電池》

👉上篇我們聊到，ENPOWER在2022/7/8發表的能量密度479Wh/kg，單顆達100Ah級別的固態鋰金屬電池，也留給我們很多疑問：充放電1000次後電池容量剩幾%？工作溫度多少？硫化物電池於事故時會產生毒氣硫化氫(H2S)，為此當電池組成PACK時需要多少包材以確保安全、能量密度會降多少？是否可以量產？目前並無答案。

👉反觀台灣固態電池廠商，ProLogium Technology 輝能科技，就他們的電池在研討會中透露不少技術內容與量產規格。我們先從研發難題看起，接著跟大家報告輝能已公開的技術能力到什麼地步。

🎁🎁氧化物電解質的研發難題🎁🎁

👉氧化物電解質雖然不像硫化物電解質容易衍生電池容量下降極快、循環充放次數過低的問題，但也代表氧化物電池的離子電導率比較低，為10的-4次方 s/cm，約為硫化物電解質的10%(待解決難題A)。

👉氧化物電解質第二個也最難處理的問題是：該種電解質非常易碎，幾乎無法大面積製備、加工研磨、表面處理及封裝(待解決難題B)。

👉不過氧化物電解質在熱穩定性上表現很好。之前賓士召回電動巴士的原因，就是因為電池內部聚合物電解質達到融燬溫度的關係。而氧化物電解質一般要在攝氏500度以上才會熔毀，比硫化物450度、聚合物120度以上穩定的多。加上氧化物電解質不會產生有毒物質，這條技術路徑還是有可取之處，以下就輝能科技在2022/4/28線上研討會報告，摘要說明如下

🎁🎁輝能科技技術能力🎁🎁

👉安全性：氧化物本身的高穩定性作為保護。在較大顆電池時另外有ASM(主動安全機制)技術做為第二個安全機制，其技術內容為電池溫度達到攝氏130度時，會自動讓正負極的能量瞬間從活潑轉到不活潑，個人猜想是輝能用PTC(熱敏電阻)的原理去保護電池，對外則是用ASM作宣傳包裝。

👉電性表現：

Ⅰ.輝能使用LCB(鋰陶瓷電池)，降低固固/固活介面的內阻值以提升離子電導率。LCB僅透露效果，進一步的內容則沒有揭露，歸納研討會的發言，個人猜測是氧化物電解質塗佈取代燒結的技術。

Ⅱ.另一個沒在簡報內容僅在討論中提到的，則是以HHSE技術增加固固介面的接觸；而固活介面的技術則連名稱也不願意透露，僅說明導電性進步到10的-3次方 s/cm。

👉能量密度(個人認為主要來自高效率封裝)：

Ⅰ.首先是MAB(多軸項雙極)技術，其內容是在雙極電極(集電體的一面塗為正極，另一面塗為負極)的基礎上，讓水平串接與垂直串接。這種封裝技術能讓小電池直接串接而不依賴外部電路，節省空間的同時也克服上述難題B。

Ⅱ.其次是LCB以塗佈取代燒結。燒結在其他研發陣營眼中之所以重要，是因為燒結可以降低氧化物電解質較大的問題，但燒結工法材料貴良率低。輝能另闢蹊徑，以塗佈取代燒結捲繞，同時克服問題A、B這兩項技術難題。

👉成本：輝能在30GW生產線下、採用鋰金屬負極的情況下，有信心將他們家的電池做得比液態電解質NCM811電池便宜25%。

👉綜合成果：

Ⅰ.siox負極預計今年底量產，電池能量密度266Wh/kg，在55.7Ah大容量下，3c放電效率達到95%，3c快充效率達到88.3%，重複500次後電池容量仍有80%以上。

Ⅱ.輝能估計，2025可以到365或370 Wh/kg。若是用鋰金屬負極，可以到383 Wh/kg。以上是電池的部分，電池包能量密度，受惠於封裝簡單，直接乘上0.8即可。

🎁🎁小結三種路徑🎁🎁

👉就目前三種技術路徑與各陣營的參數來看(如圖一)，輝能的氧化物電解質電池是成本合理、良率上最接近量產、效益具備，也最有可能衝擊現有生態的電池。硫化物電解質電池看起來潛力最大，但涉及到材料優化、原子極表面處理，生產工藝遠遠不到量產程度。氧化度電解質電池目前在三條路徑中技術落後，可能要等未來技術突破。

👉了解固態電解質電池，目前台股並對應的投資標的。但了解產業有助於推估每些公司的虛實，或思考可能的生意。下篇跟大家聊聊報告。