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。 材料創新固然影響巨大，既有材料創新應用也能為產業帶來新氣象。
以目前的電池技術而言，電動車每次充飽電後的續航里程比汽油車、油電混合車還短。 豐田的電動車bZ4X充電30分鐘可行駛約600公里，日產的全電動Ariya充電45分鐘可行駛380公里，特斯拉的 Model Y在充電15分鐘後可行駛260公里。 延長固態電池的壽命一直是阻礙這項技術邁向商業可行性的一大問題，而豐田表示已克服這項難題。 如果掃除了發展量產產能的下一個障礙，可能會重塑電動車版圖。 豐田 CTO 中島裕樹 6 月 13 日技術大會時表示，已找到適合材料，能在 2027~2028 年實現全固態電池技術商業化，並向市場投放全固態電池的新能源車。
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在寧德時代助攻之下，福建今年上半年鋰電池的出口額年增率就達110.7％，出口目的地涵蓋全球112個國家和地區，在歐盟、東協等地區都有兩位數以上增長。 外貿大省的廣東也不遑多讓，透過各項優惠稅收與扶持外貿政策，今年上半年廣東鋰電池出口也增長27.7％。 除了福建、廣東，上海、江蘇、浙江的鋰電池出口量也快速增長，成為拉動長三角外貿增長的新引擎。 證券時報報導，鋰電池材料大廠容百科技董事長白厚善認為，走向海外是行業取得更大市占的宿命。 面對境內電池產業鏈的「結構性過剩」，大陸鋰電產業鏈勢必要透過出海，以獲得更大的發展空間。 康那香公司董事長戴榮吉表示，鎂在地球的蘊藏量資源相當豐富，且鎂為鹼土金屬，其價電子數為2，與價電子數為1的鋰相比，可提供近兩倍電量，再加上鎂不會生成枝晶，電池不會有爆炸風險。
據稱這樣爆炸的危險性低，更易將電池單元疊加，單位體積的蓄電量可增至3倍。 雖然全固態電池成為新一代電池的主角，但面臨3個課題。 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。 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。
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2009年，日本的大學教授等開發出來以後，鈣鈦礦型光伏電池備受關注，佔到海外光伏電池研究的8成。 日經新聞報導，豐田近期在靜岡縣一座研究基地進行簡報時透露上述計畫，預料全固態電池電動車技術將在2027年或2028年商業化。 日立造船該款容量增至 7 倍的全固態電池的特徵就是可在嚴峻的溫度環境下（攝氏 -40~100 度）進行動作，預估可應用於產業機械或是人造衛星等航太用途，日立造船並計劃在 2025 年將容量進一步增至數倍水準，且為了商用化將招募合作夥伴。
- 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。
- 在安全保障方面，神行超充電池使用改良的電解液，並配備高安全塗層隔膜，為電池安全上了雙保險，寧德時代透過智慧演算法對全域溫場進行管控，打造故障即時檢測系統，克服快速充電帶來的諸多安全挑戰，使神行超充電池具備極致的安全水準。
- 延長固態電池的壽命一直是阻礙這項技術邁向商業可行性的一大問題，而豐田表示已克服這項難題。
- 更大可能是凝聚態裝車後，固態電池或失去商業化可能性。
由於容量密度取決於活性材料，因此氧化物固體電解質正在努力減小電解質層的厚度和電極層的厚度，並且導入高容量和高電壓的材料。 TrendForce《新能源車固態電池發展分析》報告顯示，車廠加速投資研發固態電池， 搭配高活性正負極材料的全固態電池有望 2030~2035 年開始量產，屆時鋰電池能量密度可達 500Wh/kg，對應續航里程約液態鋰電池 2~3 倍，追平燃油車續航力。 鋰離子電池廣泛應用於純電動汽車（EV）、移動終端、蓄電池等領域，瞄準鋰電池之後的「新一代電池」的開發競爭日趨激烈。 因考慮到鋰資源價格高漲和穩定採購而不再使用鋰的電池也在積極推進開發。 目前在「充電時長」和「充電1次的可行駛距離」都不如汽車和油電混合車。 豐田現有的電動車車「bZ4X」使用鋰離子電池，充電時間約30分鐘，續航距離約600公里；日產汽車（Nissan）的「ARIYA」充電約45分鐘，可行駛380公里；特斯拉（Tesla）的「Model Y」充電約15分鐘，最多可行駛260公里。
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該電池外型輕薄短小，鐵箔造價成本比起鋰箔可望降低 400 倍。 本團隊掌握3項關鍵技術，其一是控制氧化鐵的鐵離子濃度，提高電容量。 目前電容量每克可達 600 毫安培小時，若能串聯 2400 顆，將能成功驅動一台電動車跑500公里。 在被視為純電動汽車（EV）新一代電池首選的「全固態電池」的研發方面，日本企業領先。 調查世界全固態電池相關的專利數發現，豐田高居首位，是第2名專利數的3倍。 第2位是松下控股（HD），在前5家企業中，4家是日本企業。
加上豐田車輛技術更新週期太長，普遍達4~5年，唯一純電車型bZ4X初戰告捷，又遇上大規模召回（但非電池問題）。 近年來，磷酸鐵鋰等採用原有技術的液態電池進步顯著，與全固態電池的開發競爭激烈。 日本政府和企業需要在關注各種電池技術動向的同時推進開發。
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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。 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。 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。 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。 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。
2.現有的全固態電池因為僅能充電、放電數十次到數百次，不符合電動車的實際需求。 但豐田日前宣布已找到解決全固態電池壽命問題的材料，有望大幅延長壽命。 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 全固態電池 目前仍未向外界展示過實際產品。 車輛產業是各國重要的經濟支柱，工研院執行「共用引擎計畫」，派遣工程師前往英國學習，開發首顆國人自製引擎。 隨著汽車走向「電動、聯網、自駕」趨勢，工研院也持續投入相關研發，建立三電系統與充電基礎設施、全國第一套車載資通訊系統，並於2019年實現臺灣首輛在開放場域上路的自駕車。
全固態電池: 豐田拚 2027 年推全固態電池電動車，充 10 分鐘跑 1,200 公里
如果豐田在2027～2028年間推出配備全固態電池的電動車，到了2030年就能有配備多種電池的車型。 一般來説，全固態電池與電動車目前的主流——液態鋰離子電池不同，電解質是固態，特點是充電時間短，可延長續航距離。 但由於充電、放電會造成電極反覆膨脹和縮小，最終電解質和電極就會分離，使電池無法再使用。 此前一般只能充、放電數十次到數百次，無法符合實際應用所需要的數千次以上。 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。 全固態電池2023 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。
同時間，豐田也在提升鋰離子電池的性能，最快在2026年推出新一代電動車，充電20分鐘後可行駛約1,000 公里。 生產環境和原材料純度方面，全固態電池要求更比傳統鋰電高。 批量生產大尺寸電解質薄膜可能有困難，因此全固態電池量產初期只能小規模生產，給成本容忍度更高的領域。 南韓新能源研究機構SNE報告指出，即便到量產階段，全固態電池成本至少是鋰離子電池兩倍，與新能源車業追求的「降本」背道而馳。 要想普及全固態電池，關鍵在於開發量產技術，降低製造成本。 根據日本科學技術振興機構估算，全固態電池的製造成本為6萬～35萬日圓（每千瓦小時），比現有鋰離子電池的1萬4000日圓高上4～25倍。
全固態電池: 固態電池遭遇全球難產，鋰電池「聖杯」恐怕只是一場夢
豐田宣布最快將於2027年推出配備「全固態電池」的電動車（EV）。 全固態電池被電動車產業視為新一代最理想的電池，充電不到10分鐘，即可行駛約1200公里。 將續航距離增加至目前電動車的2.4倍，大幅延長被視為電動車弱點的電池壽命。
豐田決策再次讓人感受其在新能源時代的無所適從，儘管豐田表示2025年前會推出固態電池，但「狼來了」讓人對固態電池技術的期待降低不少。 豐田兌現承諾的時間不多，4月上海車展，寧德時代發表凝聚態電池，最高500Wh/kg能量密度、高安全，關鍵是今年量產。 全固態電池2023 更大可能是凝聚態裝車後，固態電池或失去商業化可能性。 全固態電池是將現行主流的鋰離子電池的電解液改成固態的電解質，除了可降低電池起火等風險、提高安全性之外，用來顯示電池容量的能源密度也將提高數倍，且充電時間僅需約 10 分鐘就可完成（是現行 EV 充電時間的三分之一）。 全固態電池使用固體材料作為傳輸電的鋰離子來回移動的電解質。
全固態電池: 寧德發表神行超充電池 充電10分鐘續航400公里
有趣的是，QS的萬聖節活動，連續多年都有人扮成鋰晶枝形狀的怪物。 全固態電池2023 被視為「新一代電池主要候選者」的全固態電池開發進展遲緩。 目前在原有電池技術上，日本被中韓逆轉，不得不轉變了政策，一直在積極推進全固態電池的開發。
大跨度歷練消費電子、工業電腦、電動車、儲能等產業，見證臺灣車企自主品牌的由盛轉衰，最後投入電動車固態電池的市場開拓... 積層陶瓷電容（MLCC）需求強勁，帶動全球 MLCC 龍頭廠村田製作所（Murata Mfg.）2020 年度營收獲利創歷史新高紀錄，且積壓的訂單餘額破紀錄，2021 年度營收獲利挑戰續創歷史新高，村田並計畫在今年度前半開始少量生產全固態電池。 搶攻電動車（EV）商機，鋁質電解電容大廠日本佳美工（Nippon Chemi-con）傳出將攜手普利司通（Bridgestone）子公司 Asahi Carbon 於 2023 年量產全固態電池材料，期盼將次世代電池相關事業培育成新收益來源。 作為過渡至純電動汽車的王牌，大眾正在汲取新興企業的相關技術，加緊推進全固態電池的實用化。
全固態電池: 中國大陸大潤發「生了孩子」小潤發 阿里巴巴這算盤打得好嗎？
假如鎂電池成功推行並商業化，對需求量快速攀升的電池市場商機可期。 主要的研究主題是提高耐用性及材料的利用方法等實用化相關技術課題。 FRONTEO的董事山本麻理指出，「日本的基礎研究能力相對下滑的問題令人擔憂」。 從事數據解析服務的日本FRONTEO公司調查了從2010年到2022年3月發表的超過3.8萬篇鈣鈦礦型相關國際論文。 結果發現，儘管這是日本開發出的新興技術領域，在基礎研究上領先的也是中國。 能夠設置在建築物的牆壁及純電動汽車（EV）的屋頂等物體上。
續航方面，得益於寧德時代在CTP3.0的基礎上提出的一體成組技術，神行超充電池突破磷酸鐵鋰性能上限，實現700公里以上長續航。 寧德時代首席科學家吳凱表示，快充技術的下一步就是和加油一模一樣，充電5-7分鐘跑400公里，這是寧德時代正在研發的，相信很快就能把產品推出來。 另據央視13日報導，鋰電池出口激增背景下，福建、廣東成為出口大省。
全固態電池: 電池是什麼？
豐田在全固態電池的研發進度處在領先地位，擁有1000多項相關專利。 2020年夏季，豐田推出全球第一台配備全固態電池的車輛，獲得車牌進行行駛測試，當時的目標是配置在油電混合車上。 豐田將進一步推動開發進度，計畫在充電時間限縮在不到10分鐘的情況下，把續航距離延長至約1500公里。 命名為「神行」，象徵該電池具有高速充電效率，主打充電10分鐘即有400公里續航表現，將有助於縮短電動車與燃油車補充能量的差距，並且在「全溫域快充」特性下，讓電池的溫度更穩定。 寧德時代電動車技術總監高翰表示，我們希望透過不斷改進技術、降低增本，讓神行成為每一款電動車的標配產品。
低溫共燒陶瓷（Low Temperature Co-fire Ceramic；LTCC）將導電線路或被動元件電路嵌入，共同燒結成基板，再搭配晶片等主動元件形成功能模組。 採用LTCC技術形成的模組或元件有體積小、散熱快，具高頻高速傳輸特性，可廣泛應用於手機、Wi-Fi、藍牙、功率放大器與汽車電子等。 「資金流向逆轉，信心已在崩潰？」近年來中國暴雷案接連不斷，在恒大的倒閉財務黑洞後，恒大集團已在8月17日於美國紐約聲請破產保護。 另一方面，房地產集團碧桂園、資產管理集團「中植系」及中融信託也雙雙傳出暴雷危機，引發對中國金融的焦慮不安。 英國《金融時報》在17日的獨家報導中分析，透過滬港通和深港通交易流量的數據來看，全球投資人對中國的經濟復甦失去信心，外資接連拋售中國股票和債券。 前一陣子綠學院專欄文章介紹過的固態電池，其本地僅存的一間固態電池公司輝能科技在法國宣布投資決定時說...
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今後豐田將以實現全固態電池量產化的目標，加速技術開發。 若能將該技術實用化，豐田有可能改寫電動車市場的勢力版圖。 臺灣的科技製造能量在全球數一數二，在電池產業也有許多指標性廠商，從正負極材料、電解液、到電池模組、電源管理及控制系統，均有布局，可惜受限經濟規模，大多以利基市場為主。 進入固態電池時代，供應鏈的全新洗牌，將提供臺廠更好的發展契機，先進技術的研發投入，就是當前最重要的關鍵。 一直被視為新一代電池最有力候選的是「全固態鋰電池」。 與普通鋰離子電池相比，安全性更高，有望提高能量密度和實現快速充電。
3.全固態電池普及的關鍵在於開發量產技術，降低製造成本。 目前估算全固態電池的製造成本為6萬～35萬日圓，比現有鋰離子電池的1萬4000日圓高上4～25倍。 隨著全球綠色產業發展加速，加上今年以來國際能源短缺、電價上漲等因素，市場對儲能產品需求大增，帶動大陸鋰電池出口呈現爆發增長，今年上半年出口額就較去年同期激增近70％，推升鋰電池全行業營收來到人民幣（下同）6千億元，福建、廣東更成為出口大省。
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5月14日，Quantum Scape宣佈，將在2021年內確定與大眾合資設置試生産線的地點。 居第4位的三星電子和居第6位的LG化學等韓國企業在2016年以後大幅增加專利數。 2016～2020年豐田取得的專利數比之前的5年增加約4成，但三星在同一期間增至逾2倍，而LG化學則增至3倍。 韓國企業大量擁有延長電池壽命等關係到實用階段性能的專利。 居第2位的松下控股2020年攜手豐田成立車載電池的合資企業，聯合推進全固態電池的研發。
