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另類觀點:以目前技術含量,固態電池要突圍鋰離子電池是難上加難

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科技產業資訊室 (iKnow) - Gloria 發表於 2021年8月16日

圖、另類觀點:以目前技術含量,固態電池要突圍鋰離子電池是難上加難
 
即使,韓國的LG Energy Solution、SK Innovation 和三星SDI正在競爭布局固態電池,並試圖改變現今鋰離子電池主導遊戲規則的電池產業。但是,根據韓國電解液企業東華(Dongwha Enterprise)公司RD負責人Kim Jeong-soo卻指出,目前僅在實驗室中實現的固態電池,要成為商業化商品以及儲能行業的中流砥柱是一項艱鉅的任務。據知東華企業是三星SDI的合作夥伴。

首先,他認為固體電解質的製造極其困難,因此在價格競爭力上很難與鋰離子電池競爭。 基本上,固體電解質在製造過程中不能暴露在大氣或濕氣中,否則其退化並會釋放出有毒氣體。在實驗室內,必須花費一周的時間才能在充滿氬氣的手套箱中製造出數十克固體電解質樣品。如果要大規模生產,必須在整個設施中充滿氬氣,這就是一大困難了。

一般來說,液體電解質的市場價格為每公斤6至7美元。在實驗室內,固體硫化物製成的一公斤固體電解質至少要花費數萬美元。即使大量生產,價格也會高出 10倍。如果固體電解質每月大量生產8公斤,價格每公斤將超過1,000美元。如果每月生產1,000噸,仍然比液體電解質貴10倍。

最重要的是,固體硫化物電解質需要全新的原材料,這些原材料在現有產業中並未廣泛使用,因此難以實現真正的規模經濟。

基本上,要製造固體硫化物電解質,需要特殊的試劑。這些試劑只能從美國化學品公司Sigma-Aldrich購得。一百公克的試劑成本約數千美元,這使得固體硫化物電解質的價格才會推高至每公斤數萬美元。

另一個關鍵原材料是硫化鋰。這種原材料大約是每公斤數萬美元。要製造出硫化鋰,其必須在700到800攝氏溫度之間的極端高溫下製造。如果沒有保證的需求,不會有廠商進行大量投資並建立龐大的製造設施,這就形成了雞生蛋,蛋生雞的問題了。

東華公司質疑昂貴的固態電池能否挑戰鋰離子電池?過去許多想取代鋰離子電池的嘗試都面臨失敗的命運,例如鈉電池。通用電氣(GE)曾試圖用低成本的鈉鎳氯化物電池代替鋰離子電池,並在2012年於美國建造了一座600兆瓦時的工廠。但三年後,通用電氣不得不關閉工廠,因為無論鈉電池有多便宜,在供應鏈與生態體系上比不上鋰離子電池,因此整體來說,根本是無法競爭的。

由於鋰離子電池產業有成百上千家公司,已形成生態體系不可能輕易放棄。未來一段時間,即使固態電池出現,能否達到5%的市場佔有率都是一個問題。即使現今有許多廠商支持固態電池,若不能在五年之內攻下5%的市場,那麼兵敗如山倒的情況就可能發生。(761字)


參考資料:
Solid-state batteries are exaggerated. Korea Herald, 2021/8/3


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