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安全优先的新能源时代 昇阳电池磷酸锂铁技术迎来市场新局

安全优先的新能源时代 昇阳电池磷酸锂铁技术迎来市场新局

「把最基本的东西都做对,路就会愈走愈宽」,自2004年开始就专注于磷酸锂铁电池技术研发、生产电芯和电池模块的台湾电池协会理事长、昇阳电池董事长杨敏聪,对磷酸锂铁电池的未来抱持乐观看法,因应再生能源与智能电网衍生而出的储能市场需求,再加上Tesla等电动车大厂也开始采用磷酸锂铁动力电池模块,都让杨敏聪对未来事业发展愈来愈有信心。

「之所以会选择磷酸锂铁技术作为研发主轴,主要就是看重磷酸锂铁电池在使用上的安全性、以及价格成本的考量。」杨敏聪指出,目前国际电动车大厂使用锂电池的选择,虽多以「镍钴锰酸锂」三元正极材料锂电池技术为主,取其能量密度高、单位电能比大的特性,以满足电动车对动力输出、续航力、充电速度快等电池特性的需求。

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Mitsuoka与Yuasa M&A合作开发的电动三轮物流车采磷酸锂铁电池,是昇阳重要客户之一。毛履万亿

但在上述优点之外,三元锂电池也同时存在着高温结构不稳定,高温情况下安全性差、pH值过高易使单体胀气而引发危险等关乎安全的问题。再加上三元材料属于稀有矿物,在市场大量需求下,价格不断攀高,动力电池成本增加,也垫高了高电动车的成本和售价。

杨敏聪表示,安全性和成本,就是磷酸锂铁电池得以逆袭三元锂电池、装车量得以不断攀高的主要原因。全球电动车龙头Tesla也开始在低价车种配置磷酸锂铁电池,正可代表磷酸锂铁电池在技术不断的提升下,已经获得大幅度的改善,获得更多车厂的认同。

充电应该像加油一样方便 同步推动智能电网建置

杨敏聪表示,电动车发展初期,在电动车充电基础设施不足的情况下,只能设法增加电动车的续航力,降低车主的里程焦虑;而增加续航力的方法,就是采用具有能量密度优势的电池电芯技术,并尽可能塞入更多电池以增加续电量。

这些做法虽能解决续航力问题,也会带来了明显的缺点。首先就是因为车身变重,每度电能行驶的距离因为车重增加而减少;再来,高能量密度的三元锂电池价格高、也需要较高的安全设计,种种因素造成电动车价格居高不下,间接形成电动车普及化的高门槛。

如何加速电动车的普及化?杨敏聪认为,除了电动车本身的产品特色卖点之外,对消费者来说,更重要的是加速完善电动车的交通基础建设,尽快建置大量的电动车充电站,最好能够如随处可见的加油站一样,建立绵密的充电站点,以解决电动车充电不易的问题。

那麽,对于发展电动车产业生态,未来重点应该放在追求更高续航力?还是广设充电站呢?杨敏聪认为,广设充电站的优点,不只能够满足提供电动车充电之用,更符合政府推动能源转型、大量开发再生绿能的产业政策目标。

因为再生能源必须配合大量的储能系统,才能将来自太阳能或风力所产生的电力储存起来,再透过智能电网的智能调度,才能达成最佳化的再生能源运用。而电动车充电站所需配置的储能系统,正可扮演最佳的再生能源储能系统。

一旦电动车充电站大量普及,再加上电动车电池充电效率改善,那麽电动车是否还需要持续追求大电池、高电量的超高续航力?或许电动车开发趋势可望迎来全新的改变。

从新能源产业整体角度规划,广设储能基础设施,并将电动车充电站设备和储能系统整合为一,配合绿能节能软件规划,就能形成智能电网的架构,达成能源最佳化调度的目的,减缓供电尖峰对电网的冲击,同时还能优化电动车充电服务。充电站若能再结合太阳能发电系统,三者结合更能形成再生能源的最佳应用,同时再降低充电站的营运成本。

此外,若从电动车使用者的角度来看,只要充电站够多,在没有里程焦虑的情况下,车厂就可以采用更安全的动力电池系统,开发低电量、轻量化的新款电动车,降低整车成本,达成加速汰换燃油车、实现低碳社会的目标。

储能技术自主 能源政策才不会被人掐住脖子

在电池大厂主攻三元电池技术开发的情况下,昇阳电池仍旧坚持研发安全性系数较高的磷酸锂铁电池技术。除了能源安全的考量之外,更重要的是,磷酸锂铁电池系统不论从电池电芯技术到原材料的取得,台湾可以有更高的自主能力,不用担心能源产业的发展会受制于国外。

杨敏聪强调,磷酸锂铁电池具有安全性高、高温下稳定性佳、循环寿命长、放电功率大、转换效率佳、符合环保需求等特性。而台湾磷酸锂铁电池技术的发展,不论是在材料、电芯、BMS、模块、系统等领域,也拥有完整的自主技术;在动力电池或是储能系统、储能柜的产品开发上,也都具备成熟的产业生态。

为建立台湾储能技术的自主能力,昇阳及业界夥伴正积极协助国家推动储能标准、安全规范与补助办法。放眼未来,台湾磷酸锂铁电池产业将大有可为。

多元化电池应用打底 昇阳放眼未来电动车与储能应用市场

昇阳电池研发团队专注于提升电池性能及安全性,客户遍及日本、美国、欧洲及亚洲地区。目前开发的产品应用市场,涵盖不断电(UPS)电力、车用动力、以及储能系统等领域。

在改善磷酸锂铁电池的能量密度上,昇阳透过最佳化材料配方、并提升40138电池空间利用率,在材料成本上降低了10%以上的成本,同时将重量能量密度提升至150Wh/kg,整体容量提升至18Ah。

基于简化装配、降低生产成本、以及提升产品品质稳定性的考量下,昇阳电池自主开发全自动大型磷酸锂铁电池芯生产线。在新产品的设计上,开发出更强韧安全的结构,并运用自动化设备进行生产,缩短生产工时,降低生产成本。

在产品开发部分,昇阳以圆筒型锂电池芯设计为基础,同步发展大法拉超电容及锂电容产品,提供工业设备使用。此磷酸锂铁电池/超电容/锂电容三产品共享生产线的制造程序,为业界首创,极具成本效益。

台湾2021年夏季期间,已历经一波缺电限电危机,而国内几个重要的产业区域,政府更已多次无预警执行限电、断电措施,打坏工厂生产线运作排程,造成产业界一片譁然。

杨敏聪建议,政府在推动绿能建设的过程中,一定要尽快建置智能电网、储能系统、电池回收等配套体系,否则,今天国内限电造成的不便,就可能是明天台湾社会的生活和产业写照。

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