下世代可攜式電源市場發展關鍵要因探討|數位時代 BusinessNext

一、前言

未來將走向一個無所不在的無線世界（Ubiquitious Wireless World），包含電腦、消費性以及工商業、醫療等市場領域終端應用的電子產品，將擺脫電源線的桎梏邁向「真正的」無線化，並且產品設計逐漸趨向「輕、薄、短、小」及多功能整合。在這樣的趨勢下，即使是目前已商業化且較為先進的電池種類，如鎳氫電池和鋰離子電池，也將難以滿足可攜式裝置電力維持能力，未來消費者將更加重視電池在能量密度、續航力、充電效能與方便性及壽命等方面的表現。然而電池數十年來技術進步的腳程，卻遠不及硬體裝置規格與功能進展，因此可預見，技術進步相對緩慢的傳統電池，在可攜式電源市場的地位將受到嚴格的挑戰。

為了豐富化可攜式裝置之電源供應來源，研究單位及相關廠商致力於研發更輕薄、高容量、充電便捷、且能同時兼顧安全與環保的電源技術(圖一)。然而，由於可攜式產品種類繁多，每種電源技術亦有自己獨特的優點與缺點，因此沒有一種電源技術可適用於所有可攜式裝置，必須就電源在能量密度、充放電性能、成本及安全性等方面的表現作取捨，找到其適合的應用。表一針對各種可攜式電源，及其應用市場進行整理，由表中可得知未來傳統電池和其他電源技術將可能並存於市場，而要如何加速各電源技術市場推展腳步，必須找出影響各可攜式電源技術市場發展之關鍵要因。

![](http://www.itis.org.tw/ViewHTML/img/1_394735627.GIF)### 圖一各種可攜式電源技術

### 表一可攜式電能應用市場及市場需求

可攜式電源市場發展關鍵要因，可由可攜式電源發展之「市場驅動力」、「抑制各可攜式電源成長之因素」、推動可攜式電源發展之「互補性技術」及「法規」等四個面向來探討。

(一) 市場驅動力

全球化、可攜式電子裝置微型及複雜化，以及環保意識抬頭，皆為可攜式電源市場發展的驅動因子。全球化使人力突破國界藩籬，逐工作而居的工作型態，使得人們對於可攜式資通訊及消費性電子產品需求增加，對可攜式電源需求也隨之提高。而商業、娛樂、軍事及醫療等應用之可攜式電子裝置，逐漸趨向微型及複雜化，使得受限於物理限制，體積縮小有限的傳統鎳氫或鋰離子電池，將無法滿足可攜式電子裝置更輕更薄之需求。另外，環保意識抬頭，則是為一次電池以外的可攜式電源帶來發展機會，舉例來說，二次電池相較於一次電池，具有可回充再重複利用的優點較符合環保要求，因此近年來成長相當快速，逐漸取代一次電池的市場地位；而更為環保的燃料電池，更被視為未來可能取代鋰電池的潛力產品。

(二) 抑制市場成長因素

抑制各可攜式電源市場發展的影響因子，可由可攜式電源在性能、產品可靠度及成本等方面的表現，是否能契合市場需求來觀察。傳統電池如鎳鎘、鎳氫電池受限於性能成長逐漸不符合市場需求，以及環保意識高漲等因素，逐漸失去其在可攜式電子裝置之領導地位。鋰離子電池近年來受惠於手機、NB產業蓬勃發展，成為市場需求規模最大、成長性最高的主流電池，然而卻屢傳電池危安事件，因此加緊安全材料之開發與應用，成為鋰電池廠商最重視的研發方向；而高分子鋰電池使用高分子電解質，取代鋰離子電池所使用之液態電解質，相較於鋰離子電池具有更好的安全性，不過價格偏高是目前廠商必須積極跨越的門檻。

在新興的可攜式電源技術方面如燃料電池，目前所面臨的最大困境在於產品的信賴度與成本，無法符合市場需求與現有電池技術相互競爭，因此必須找到各自所屬的利基產品，以其為載具作為技術發展平台，並發揮規模經濟的效果取得生產成本上的優勢，未來才有機會有大量商品化的產品普及於市場上。

(三) 互補性技術的開發

影響可攜式電源技術性能表現最主要的關鍵，在於正負極與電解質材料的開發以及製程上的改進。正負極與電解質材料或製程上出現重大突破，是可攜式電源快速商品化的重要關鍵。例如高分子電解質在鋰電池上的應用，取代原來電池中電解質與隔離層的功能，減少電池漏液及內部短路等問題，大為提高新型鋰電池的安全性；直接甲醇燃料電池（Direct Methanol Fuel Cell；DMFC）採用高分子電解質作為質子交換膜，顯著改善放電穩定度，使得DMFC被應用於可攜式電子裝置的機會大為增加；而導電性高分子電極材料的應用，則使得鋰電池在能量密度及充電速度上的表現大為提升。在製程方面，奈米技術與微型製造技術的導入，是輔助可攜電源在不影響，甚至是可提升可攜式電源性能表現的前提下，邁向微小化的重要關鍵。

(四) 法規與政府支持

安全法規的限制將成為新式可攜式電源商品化能否成功的潛在風險。鋰離子電池和微型燃料電池都受到航運法規規範，目前已准許旅客攜帶鋰電池，或含有鋰電池的可攜式電子產品上客機；國際民間航空組織（ICAO）與國際民間航空運送協會（IATA），於 2007年亦宣告，符合IEC-62282-6-1品安規之可攜式燃料電池產品均可攜帶至民航飛機上，此將有助於提升燃料電池導入可攜式電子產品的機會。另外，可攜式電源於醫療方面的應用也將面臨嚴格法規限制，例如射頻供電系統（RF powering systems）於醫療的應用，可靠性和安全性即為消費者和政府單位所最關注的，因此廠商在進行開發時，必須特別重視產品在可靠性及安全性方面的表現，且可能必須面臨一段為期很長的認證期。

政府在可攜式電源技術發展初期將扮演重要的角色，由於經濟成本為大部分廠商在開發新興技術時的主要考量因素，然而電源產業必須耗費龐大研發經費、資源、取得的研發材料成本亦所費不貲且研發時程長，若能透過政府的支持減低資金壓力，將有助於可攜式電源技術的發展。

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