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電池技術新紀元 Gogoro導入固態電池看重3面向

Gogoro釋出與台灣固態電池廠輝能共同研發的固態電池原型。盧奕昕

日前Gogoro釋出與台灣固態電池廠輝能共同研發的全球首顆交換式固態電池原型。根據Gogoro、輝能說法,有望於3年內導入Gogoro能源交換網路。

綜觀全球電芯廠目前於固態電池的布局,包括豐田汽車(Toyota)、QuantumScape、Panasonic、三星SDI(Samsung SDI)等大廠在內,規劃於2025~2027年開始量產固態電池。相較之下,輝能在推動固態電池芯量產的腳步明顯更為積極,除確定2022年在桃園觀音廠投產,緊接著還有一系列於歐美、東南亞地區的擴廠計畫。

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液態與固態電池比較

輝能集團行銷處副處長許容禎指出,長時間以來,液態電池為電動車自燃事故主因,而固態電池的好處在於以「固態電解質」取代「液態電解液」,由於前者具備難燃特性,因此相較於將整顆電池芯浸泡於電解液中的後者,更具安全性條件。

隨著各國政府淨零碳排目標愈趨電動車,各大二輪、四輪車廠皆積極採用替換正極材料來增加能量密度,以提高單一充電循環的里程數。然而,通常活性愈大的材料其穩定性則愈差,液態鋰電池的隔離膜特性將難以支撐材料異變過程中所帶來的不穩定性,進而導致更多安全性問題的產生。

也就是說,在現有材料的限制之下,液態鋰電池所能乘載的電容量已經即將到達頂峰;且在成本方面,許容禎認為,目前全球液態電池芯廠皆以擴大產量來壓低電池芯生產成本,但此方法仍具邊際效應。以目前全球供應現狀來看,透過量產壓低售價策略也幾乎可預期天花板的到來。

針對此次與Gogoro在換電式電動機車電池上的技術合作,Gogoro產品長彭明義表示,雙方合作除了驗證固態電池於Gogoro Network既有交換站的相容性之外,亦有以下三大目標。

目標一:提升電池安全性,並增加續航力

彭明義指出,對於所有車廠而言,安全議題將是永久的課題,因此,車廠導入在安全性上更具保障的解決方案及材料將會是無庸置疑的選擇,而固態電池不但在安全性上相較液態電池佔有絕對優勢地位。

由於交換式電池為符合既有電池交換站、各車款的共同需求,因此在電池容量及外型上有更多限制,不太可能透過「加大電池」容積來提升續航力。固態電池可在安全性的條件下,做到於相同空間裡儲存更多能量,與Gogoro優化既有電池的目標一致。根據彭明義說法,目前與輝能合作研發固態電池的載電能量較Gogoro第三代電池增加達40~50%。

目標二:延長電池壽命

彭明義表示,固態電池的導入,可使Gogoro電池壽命增加,這將有助於未來Gogoro能源交換網路的發展。

最顯而易見的是,一但電池壽命延長,其後續可扮演的能源供給的角色、使用場域亦可隨之擴大,除了目前已與晟明科技合作的智慧停車柱運用之外,未來Gogoro退役電池是否能進一步提供智慧城市載具所需能源供給,抑或是轉作儲能、其他備用電源角色,都具有更多元的可能性。

目標三:向前、向後技術相容

自Gogoro電池於2015年定規下來後,往後任一代電池的演進,皆依據版本外型及容量來進行升級。

彭明義指出,這一方面可在不汰換既有電池交換網路的前提下,做到技術的革新,為最符合經濟效益的策略;另一方面,Gogoro亦期望,可在不影響舊車主享有最新電池科技權益的基礎上,使所有利用Gogoro能源交換網路的載具皆可受惠於技術優化帶來的便利,並享有效能的提升,這對於Gogoro能源交換網路來說是相當重要的概念及策略方向。

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