Global Electric Vehicle Batteries: An Uncertain Market with Great Potential

Published On: 2022/07/20|Categories: 綠能(Sustainable Energy)|

In recent years, the world has been highly concerned about environmental issues, including the European Union, the United States and China have set a clear goal of "carbon neutrality". In view of this, the transportation industry, which accounts for 16% of global carbon emissions, in order to achieve the high standard of net-zero emissions in 2050, the key way is to replace the existing fuel vehicles with electric vehicles; such a big change not only brings new challenges to the market, but also brings catalysts for growth for the core technology manufacturers of electric vehicles. Among them, the battery module market, which accounts for 40~50% of the total vehicle cost, not only has huge potential, but also the existing solutions still have different shortcomings, and the market has yet to make a choice as to whether the battery type tends to become zero or not.

表一：表一全球電動車電池市場規模（單位：億美元）

資料來源：Morgan Stanley，圖表：智璞產業

鋰離子電池佔據市場主流，但不同型態鋰電池尚無法統一市場

依照Morgan Stanley預估全球電動車電池市場將以每年平均17.44%成長率在2040年達到5230億美元，面對如此大的需求目前市場上的技術，尚無法一次性的解決電池的六大痛點即：能量密度、使用壽命、充電速度、冷熱耐受性、安全性、成本。以目前佔有率最高的三元鋰電池為例，其優點在於：能量密度高、充電速度快、對環境冷熱耐受強較強，但相較競品磷酸鐵鋰電池仍有著成本、壽命以及終端客戶最在意的安全考量問題。也由於目前尚無完美的解決方案，目前業界是依照成本需求進行劃分，對大眾運輸及低端電動車市場導入成本較低的磷酸鐵鋰電池，而針對歐美高端電動車市場大多採用三元鋰電池；即使是這樣，上述兩種電池仍然是以液態電解質進行能量交換，本質上仍有漏液等安全考量。由於電池模組占據電動車底盤大部分面積，每當電動車事故發生時，因底盤受擠壓造成電池漏液體進而產生難以撲滅的大火總是佔據新聞版面。此類新聞在可預期的未來，將會在電動車市場滲透率越來越高的同時成為揮之不去的夢魘。欲解決此問題除了提供更好的電池封裝以外；尚在研發階段的固態電池挾帶著高能量密度跟高安全性的兩大優勢顯得特別吸睛。

表二三元鋰與磷酸鐵鋰電池優劣比較

智璞產業整理

固態電池：尚未有明確領先者的寵兒

『固態電池』顧名思義使用固體做為電池的電解質，因液態電解質已被取代，此方案從根本上解決了漏液的風險；更有甚者，由於固態電解質本身具有較佳阻隔正負極的效果，故在針對正負兩級的選材上可以挑選能量密度更高的材料，進而提升電池本身的蓄電量。目前針對固態電池尚有著量產及成本問題尚待解決。針對各界研發進度，科技顧問公司Avicenne Energy於五月的報告表示，依照現在各廠商技術發展進度來看，固態電池在2030年後才有機會大量導入電動車市場；且截至目前為止針對固態電池的研發尚未有一家公司處於完全的領導地位。

各一線汽車廠皆加緊腳步期望搶佔固態電池先機

在國際大廠方面，豐田汽車目前已計畫在2025年將其導入，初期預計應用在油電混和車（HEV）上，待技術穩定後再取代現有的液態電池導入純電車（BEV）上。福斯跟寶馬集團也已經宣布分別在2025跟2030將固態電池進行量產。中國大陸為目前電動車市場龍頭，東風汽車集團與贛鋒鋰業合作的固液混和電池已於2022年初發布導入在純電車風神E70上。台灣廠商研發進度相較其他國家亦不落人後；據今年稍早各大媒體新聞稿，已有具指標性企業與德國知名汽車集團簽屬合作協議，並預計在2024至2025年導入量產，若能將固態電池技術順利商業化，將有機會在電動車市場進行革命性的改變，且能在此領域率先建立起強大的護城河。