「得固態電池者得天下」! 豐田、鴻海拚研發,揭電動車未來10年最重點戰場
「得固態電池者得天下」! 豐田、鴻海拚研發,揭電動車未來10年最重點戰場

回顧2020全年,特斯拉(Tesla)交付市場近50萬輛電動車。日前,執行長馬斯克(Elon Musk)在語音社群平台Clubhouse上談到,特斯拉目標是2030年以前,將年生產量提升至2,000萬輛電動車,然而前方最大的障礙,就是電池技術。

說白了就是電池太貴了。 鴻海產品長蕭才祐分析,以電動車的建造成本來看,電池就占了30~35%,其次是驅動系統20~25%,也就是說超過三分之一的成本來自動力電池,這也致使電動車價格居高不下。

除了電池成本占比偏高之外,鴻華先進副總經理陳正夫補充,電動車有一半重量來自電池,造成車身比燃油車還重,「電池重量如果減少一半,車子續航力可以增加25%。」

可以說,電池技術將是未來10年,所有業者較勁的重點戰場。截至目前,全球電動車電池技術,主要由幾間大廠商掌握。

奧迪 Audi_電池2
電動車之所以昂貴,是因為超過三分之一的成本來自電池,若能壓低製造成本並提升效能,將是車廠決勝關鍵。
圖/ 奧迪

10年前看準市場需求,寧德時代穩坐電池之王

根據市場分析公司SNE Research的數據,2020年電動車電池市占率前三大,依序是中國電池製造商寧德時代(CATL),市占達24%;南韓LG能源方案(LG Energy Solution)和日本Panasonic(松下)分別為23.5%和18.5%。這3家業者也都是電動車龍頭特斯拉的電池供應商。

從2017年起,寧德時代連續3年拿下全球電動車電池供應量第一,客戶幾乎涵蓋全球各大車廠:豐田(Toyota)、本田(Honda)、BMW、現代(Hyundai)、戴姆勒(Daimler)等。

寧德創辦人曾毓群,先前是新能源科技(ATL;主要生產手機電池)共同創辦人,在2011年看準電動車產業的趨勢後,回到家鄉福建寧德,成立寧德時代。曾毓群預言,2030年前電動車將比油車便宜,汽車更將在2040年實現全面電動化。

寧德時代之所以穩坐市占第一,要從電池原料路線之爭說起。鋰電池可以分為「鎳鈷錳(NCM)」、「鎳鈷鋁(NCA)」,以及「磷酸鋰鐵(LFP)」兩派組合,不過前兩者的缺點是碰撞後容易起火爆炸。寧德時代主力生產磷酸鋰鐵組合的電池,優點是價格便宜、安全性高,因此獲得特斯拉等車廠大量採用,寧德時代才得以稱王。

表064
圖/ 奧迪

延伸閱讀:特斯拉打下中國市場的幕後功臣,寧德時代怎麼十年內坐上世界第一電池供應商?

Model 3變便宜的幕後推手

研究機構Bernstein Research指出,中國製Model 3使用更輕巧、便宜的磷酸鐵鋰電池,使得每輛車的製造成本下降約600~1,200美元。

不過在特斯拉全車系中,主要電池供應商是Panasonic。自從2008年收購三洋電機,取得手機鋰電池、太陽能電池的關鍵技術後,Panasonic躍升為全球電池技術領頭羊。

在車用電池的核心產品上,Panasonic採用的是鎳鈷鋁系統。這項技術在平板電腦、智慧型手機等3C產品上很常見,應用於電動車上卻難度倍增,因為鎳鈷鋁鋰電池的能量密度是主流車用電池「磷酸鐵鋰電池」的好幾倍,需要很高的合成技術才能量產。

在2020年「電池日」(Battery Day)上,特斯拉公布新款「Tabless 4680電池」,也是跟Panasonic合作生產。Tabless 4680採螺旋式包裝,在相同的電池容量下,空間可擴大30%,讓電池能量密度提升5倍、續航力增加16%、製造成本降低76%,可望使得特斯拉「每千瓦/時」(kWh)價格減半,進而帶動售價接近一般燃油車。

Tabless 4680.png
Tabless 4680採螺旋式包裝,在相同的電池容量下,空間可擴大30%,讓電池能量密度提升5倍、續航力增加16%、製造成本降低76%。
圖/ Tabless

未來電池:不用鈷、固態取代液態

要降低電動車的成本,並提高續航力與效能,電池的技術必須有所突破。

原料,是第一個需要突破的關鍵。 目前主流的鎳鈷鎂、鎳鈷鋁、鎳鈷錳等鋰電池組成形式,皆有「鈷(cobalt)」這項關鍵原料,可說是「現代石油」。由於鈷具有穩定物質、增加能量密度的特性,能確保電池壽命及充電速度,因此短期內電池產業都無法棄鈷而不用。

然而,長期來看,科技界希望能做出不使用鈷的電池。首先,鈷屬於稀有金屬,價格比鎳高出1倍以上,成為電池價格降不下來的主要障礙。其次,開採鈷的過程中會造成嚴重污染,甚至牽扯到剝削非洲童工的問題。

在2021年消費電子展(CES)上,Panasonic(松下)已表示將投入開發不使用鈷的電池;IBM Research電池實驗室也致力研發不需要金屬原料的電池技術,只要5分鐘就能充飽80%電力,並將與戴姆勒投入實際測試;通用汽車(GM)也宣布,其新電池將減少70%的鈷用量。

延伸閱讀:市值狠甩全球車企! 突破電池、自駕技術的特斯拉,能靠訂閱制再創高峰嗎?

鈷
鈷屬於稀有金屬,價格比鎳高出1倍以上,且開採的過程中會造成嚴重污染,甚至牽扯到剝削非洲童工的問題。
圖/ shutterstock

安全性與效能,則是第二大關鍵。 電動車常見的乾電池或鋰電池,都是「液態電池」,要放入膠狀電解質,才能發揮電池性能。

液態電池的缺點是溫度過高或過低,都容易影響電池效能;即使使用快充,最快也要20~30分鐘才能充飽電,續航力多落在300~400公里;此外,液態電解液有外漏的危險,容易引發意外。

為此,科學家提出「固態電池」的構想,將電解液移除,改以全固態方式堆疊,不會因隔離層破損就導致正負極接觸短路爆炸,能量密度也提高,在負25℃~60℃的溫度範圍都能正常運作。

目前燃油車加滿油,續航力約為500公里,為解決里程焦慮,蔚來汽車喊出要研發採用固態電池、續航力達1,000公里的電動車,電池技術若能突破,將成為電動車普及一大推力。

目前之所以市面上還看不到固態電池,主要是有許多技術問題待突破,像是固態電解質導電度不如液態電解質等,除了技術不成熟外,製造成本仍高,不利於大規模製造普及。不過研究機構彭博能源財經(BloombergNEF)預估,固態電池若能大規模的生產,成本將只有鋰電池的40%,有機會成為電動車電池的主流。

表065
圖/ 數位時代

鴻海喊話:2024推商業化固態電池

向來以油電混合車技術稱霸的豐田汽車,已宣布投入固態電池研發,宣稱配有固態電池的電動車,續航里程超過500公里,使用快充最快10分鐘就能充飽電。日本專家預測,配有全新固態電池的次世代豐田Prius車款,最快可能在2022年上市。

近來積極進攻電動車市場的鴻海,也在2020年10月16日首度舉辦的「鴻海科技日」中宣布,將投入固態電池技術以及「電池快充與低溫優化」、「低鼓脹軟包技術」、「高能量密度電池」、「無貴金屬全新製程」等技術研發,目標在將電池重量減半、體積減少為六分之一,電池循環壽命提高10%以上。鴻海產品長蕭才祐透露,預計在2024年,鴻海就會推出首款商業化的固態電池。

同樣致力研發固態電池的新創QuantumScape,也受到不少關注,已經從比爾蓋茲、福斯汽車(Volkswagen)等投資者手中獲得超過5億美元融資。其中福斯汽車是最大金主,從2012年合作迄今,挹注至少3億美元。

2020年12月,QuantumScape透過線上活動披露一款全新電池,可在15分鐘充飽80%電力,讓電動車續航力提升90%,同時降低製造成本,預計在2025年推出配有這款電池的電動車。不過,QuantumScape目前仍未向外界展示過實際產品。

 一旦克服電池技術的障礙,相信離電動車普及的那天,也就不遠了。

責任編輯:郭昱彣、張庭銉

關鍵字: #電動車
往下滑看下一篇文章
城市中被慢慢喜歡的一隅,來自臺中綠美圖的日常邀請 ——圖書館×美術館雙館長現身對談:當閱讀與藝術成為生命的一部分
城市中被慢慢喜歡的一隅,來自臺中綠美圖的日常邀請 ——圖書館×美術館雙館長現身對談:當閱讀與藝術成為生命的一部分

全台第一座結合市立圖書館總館與市立美術館的文化地標「臺中綠美圖」,將於今年12月13日正式開幕。這座由日本建築師妹島和世與西澤立衛(SANAA事務所)攜手台灣劉培森建築師事務所設計的建築,坐落於水湳中央公園北側,以柔和曲線勾勒出建築與綠意交融的輪廓。

從構想到落成,歷經十二年籌備,綠美圖的誕生,不僅象徵建築的完工,更是城市對文化生活理想的回應。開館前,《Shopping Design》邀請兩位靈魂推手——臺中市立圖書館館長曾惠君與臺中市立美術館館長賴依欣,談談綠美圖如何讓知識與美學在日常中自然發生。

十二年的醞釀,一場值得等待的城市蛻變

圖書館曾惠君館長回望這段籌備前後超過十年的過程,她形容:「不只代表一個共構建築完成的終點,更像是城市文化的接跑成果」。她回憶,「為了試營運的這一天,各單位團隊動員所有人,在大家看得到、看不到的地方,同心協力地完成這場盛大的文化場館饗宴邀請」,語氣中藏不住感動。

這份投入背後,藏著許多鮮為人知的故事。她提到,「書中蘊藏的知識、內容,就像是這個場館,包含了無數的可能性,這是我們最想分享的內蘊意義」。為了帶給愛書人遨遊書海,圖書館早在民國106年便開始購藏規劃。她透露,「大量的書籍分年購置,並暫放商借的倉儲空間,今年終於將超過46萬冊書籍運送回歸到總館,圖書館同仁即開始ㄧ本書一本書檢查、處理分類、加工等前置作業,到完成各閱覽區書籍上架。這些默默的前置作業,耗費大量體力及時間不僅可想而知,亦不為人知,每一本書都經過館員的親手整理後,才能提供市民朋友借閱。」,分享這段不為人知「和書籍長跑」細節。

台中市政府
臺中市立圖書館 曾惠君館長。
圖/ 台中市政府

美術館賴依欣館長則從另一個角度詮釋這場漫長的等待。她說,綠美圖的開幕「象徵著嶄新的跨域,一種新的視野、新的感知方式、新的感受旅程」。綠美圖不只是建築空間,更是一個「讓公共與私人交錯」的場域,「結合知識、美學與綠地的共構,提供了日常生活能夠轉化、滋養與感受探知的場域,是生活以外的休息」;人們能自由穿梭建築、綠地,徜徉在在閱讀與藝術之間,進行深度的心靈探索,「那是一種令人興奮的嶄新表達」。

台中市政府
臺中市立美術館館長賴依欣。
圖/ 台中市政府

理性與感性的交會,拓展出更廣闊的生命能量

綠美圖並非單一功能的建築,而是一種「共存的實驗」。兩位館長都關注場館之間如何彼此對話,提及它的意義不只是兩館共構,更像是理性與感性的城市對話。

曾惠君館長說,圖書館和美術館「很像是左右腦的激發,理性與感性的交融碰撞,建築與建築間的穿梭流動,人們則自然會獲得、感受到一種新的思考、生活方式」她認為,這樣的場域與歌劇院、審計新村等文化地點形成互補網絡,「每個地方都展現不同的文化表情,合起來,就是台中的整體氣質。」

台中市政府
圖書館總館內藏書多元、且超過46萬冊,期待與市民朋友們一起閱讀共好。
圖/ 台中市政府

賴依欣則認為,臺中擁有多元、包容的文化氣質,且勇於接納未知的新事物。因此,綠美圖在SANAA建築設計團隊的規劃下,使兩館邊界模糊、彼此從未分離。她說,綠美圖「提供了一個『浸潤』的空間,讓來訪者能夠浸潤其中,就像生活也從未區分;什麼是感受?什麼是知識?當下汲取的僅是總和。而某天,或許才一瞬通透,某次的浸潤帶來了解答與知曉」。

SANAA事務所的建築模糊了邊界,也讓文化不再是被陳列,而是生活本身。賴館長補充,「它與其他臺中文化場域,透過點線面的文化發生、功能補充、藝術與文創設計等,形成了一個重點地標串聯,成為文化藝術發展的日常培養」。

台中市政府
藏在綠美圖館中各個角落的造型椅:SANAA設計的花椅、水滴椅、深受小朋友喜歡的戶外甜甜圈造型的景觀椅及丹麥設計師設計的天鵝椅,每張都是好坐又好拍。
圖/ 台中市政府

閱讀與藝術,共奏隨心起伏的生活節奏

試營運期間,人們漫步在美術館迴廊、圖書館的閱覽區,看著光影變化,在日常中感受不平凡。對兩位館長而言,這樣的片刻,就是綠美圖存在的意義。

曾惠君館長分享,閱讀是「生活習慣」,不同年齡層的人們,都能在圖書館中找到屬於自己的天地。她以青少年區舉例,這裡「提供了挑高十米的大空間,設計規劃出『動、靜』區,無論互動討論,或想要安靜閱讀,都能有著更舒服適切的空間享受。」此外,民眾可以從二、五樓連通道走向美術館,在通透的空間中轉換心情。她歡迎民眾來綠美圖走走、坐坐,並笑著補充:「多感受留意圖書館、美術館內的椅子,是妹島和世設計的花形椅,靜謐自然又很舒服喔!」

台中市政府
【庫房裡的光】典藏教育展將會是館中為期兩年的常設展,互動裝置讓小朋友們也能參與創作。
圖/ 台中市政府

對賴依欣而言,綠美圖提供精神轉換的空間,也是生活、生命記憶串接的一部分。也許在某個午後,年輕人從公園漫步而入,沒有特定目的,只想讓自己沉澱。當他走過光影交錯的廊道,或許就在某個展覽、某件作品間,找到一絲啟發。她說,「它可以是儀式性的,也可以是很日常生活感的」,看不懂藝術,也無所謂,「或許就在未來的某天,突然因為曾經看過美術館中的某個作品、展覽,困惑的事情就出現答案了」。

台中市政府
臺中市立美術館開館首展「萬物的邀約」將於2025年12月13日開幕,展出亮點之一的巴西藝術家瑪麗亞.特蕾莎.阿爾維斯(Maria Thereza Alves)從植物與土地出發,回應在地的殖民歷史。
圖/ 台中市政府

向世界與萬物發出邀約,跨時代的索引共生

從試營運到正式開館,除了一系列的講座、假日活動外,兩館也推出開館主題展——圖書館的《世界的索引》與美術館的《萬物的邀約》。前者以十八世紀啟蒙運動的《百科全書》為靈感,串起跨世代的知識探索;後者則從中央公園的地景出發,邀請國際級與跨世代藝術家,以多元觀點對話萬物、自然、城市的共生關係。

「我們如何閱讀世界?又如何與萬物共存?」這兩個展覽將成為序章,讓知識和美學交會,透過世界的探知與跨世代的叩問,形塑台中獨特的模樣。

台中市政府
季節更迭,綠美圖的光線與空氣流通、自然與建築交織,參觀亦能感觸不同心情與氛圍,是臺中最美的城市寶藏。
圖/ 台中市政府
台中市政府
綠美圖場館不論室內室外,每一隅的美在不同視角皆有獨特的詮釋,但一切都值得親自走訪與探尋。
圖/ 台中市政府

採訪最後,兩位館長分別談起心中最動人的瞬間。圖書館曾館長笑著聊到:「這裡的每個空間,都令人感到嚮往。」,她分享團隊從春天進駐,看著光線經歷了春夏秋冬、晴天雨天,在圖書館的每一個角落,都散發獨特氛圍。她說,「尤其我特別喜歡聽下雨的聲音,如果大家有機會遇到雨天,沉浸在這個場域中,放空真的很幸福。」。

美術館賴館長則將她的期待獻給第一次來臺中綠美圖的朋友,「感覺它,無須定義它。把它當成台中的精神寶庫,在繁忙日常也能轉換愉悅心情的空間,讓它成為個人生命記憶的一部分吧!」。

冬天即將來臨,綠美圖將以城市與自然、知識與美學的交織姿態,開啟屬於台中的新篇章,陪伴人們走過下一個春夏秋冬。

【參觀資訊】
臺中綠美圖(臺中市立圖書館總館及臺中市立美術館)
地址:台中市西屯區中科路2201號
試營運:2025.10.28-11.16
開放時間:週二至週日9:00-17:00、週六9:00-20:00、國定假日照常開放
正式開館:2025/12/13(六)13點

圖書館:
週二至週六上午8點半到晚上9點、週日上午8點半到下午5點半。
每週一及國定假日休館。

美術館:
週二至週日上午9點到下午5點、週六上午9點到晚上8點。
每週一公休、國定假日照常開放。

【台中市政府新聞局廣告】採訪・撰文/楊喻婷

登入數位時代會員

開啟專屬自己的主題內容,

每日推播重點文章

閱讀會員專屬文章

請先登入數位時代會員

看更多獨享內容

請先登入數位時代會員

開啟收藏文章功能,

請先登入數位時代會員

開啟訂閱文章分類功能,

請先登入數位時代會員

我還不是會員, 註冊去!
追蹤我們
進擊的機器人
© 2025 Business Next Media Corp. All Rights Reserved. 本網站內容未經允許,不得轉載。
106 台北市大安區光復南路102號9樓