(*)僅供參考~電動車雖然是趨勢…但是逃生困難啊?!

■ 特斯拉火燒車事件
7月22日爆出藝人林志穎駕駛特斯拉自撞火燒車事件,當電動車發生事故時,鋰電池模組發生爆炸,火勢強烈很難撲滅,原因到底是什麼?

鋰電池中的鋰化學性質活躍,是易燃物質,一旦和空氣接觸就會跟空氣中的水,發生猛烈的化學反應,瞬間產生大量的氫氣,並釋放出熱能,極易引起燃燒和爆炸,但鋰電池正負極間有一層隔離膜,可以防止電池短路,加上電池平時都是密封的,正常使用的情況下是相當安全的。

如果發生意外嚴重碰撞使電池保護膜破裂,接觸空氣後爆炸燃燒,表面溫度甚至會高達400-500度,這是因為電池中的電解質著火,進而點燃更多電解質,使火勢難以被撲滅,甚至會釋放出有毒氣體。

今年6月加州有輛停在廢車場排定報廢的 Model S,突然自燃,滅火後又不斷復燃,消防隊最後只好就地挖一個坑,把車子放進去,灌滿水耗費約 1.7萬公升的水,才撲滅火勢。特斯拉的緊急回應指南也提到,若電池著火、高溫燃燒,必須使用大量的水冷卻電池,可能需要約 1.1萬公升的的水直接噴灑在電池上,且可能需要 24小時才能完全熄滅。

■電動車的心臟
整台電動車零配件的成本組成,電池模組占比最高達 35%至 40%,而正極材料是電化學性能的決定性因素,攸關電池能量密度及安全性能,占電動車電池材料成本比重約30%到40%。

特斯拉原本使用三元鋰電池,2021年底特斯拉宣布全球標準車款改用磷酸鋰鐵電池(LFP),兩種電池到底有什麼差異呢?

其實主要差異的地方就是使用的正極材料不一樣,三元鋰電池的「三元」指的是包含鎳、鈷、錳或鎳、鈷、鋁3種金屬元素的聚合物, 三種元素的混合比例不同,影響電池成本與電化學性質。

磷酸鋰鐵作為正極材料電池跟三元電池相比,磷酸鋰鐵電池安全性高、循環壽命更長,理論壽命可達 7-8年,生產成本較低、但缺點是能量密度較低、重量較重,續航力較差,三元電池能量密度高、安全性較差、元素有毒、鈷、鎳等價格波動大、偏高、且礦藏量較有限。

■兩種電池各有所長
2021年的磷酸鐵鋰電池產量佔中國動力電池總產量的57%,受特斯拉青睞押寶後,磷酸鋰鐵電池有機會進一步擴大市佔,根據路透社報導,有超過12家公司正考慮未來3年,在美國和歐洲成立磷酸鐵鋰電池及元件工廠。

三元電池技術也不斷提升,特斯拉新一代的 4680電池(新一代的三元電池) ,正極材料將會減少對鈷的用量,轉而提高鎳的比例,負極材料的選用上,也將推出矽基來取代石墨,與現行Model 3使用的2170電池相比體積大了2倍、電池容量提升5倍、續航力提高16%、輸出功率提升6倍,充電速度更快、製造成本為 2170的一半!

根據最新消息,Panasonic電池事業公司「Panasonic Energy」7月14日宣佈將在堪薩斯州興建EV電池新工廠,投資額40億美元(約5,500億日圓),預估最高將雇用約4,000名員工。表示 4680電池在技術面已獲得一定的成效,即將投入量產。

兩種電池各有優缺點,磷酸鋰鐵電安全性高、成本低適用於平價車款,三元電池能量密度高、續航力長、成本高,適用於高階車款,短期來看很難說誰取代誰!消費者在選購的時候,心中自有一把尺!

■電池相關廠商
鋰電池主要由正極材料、負極材料、電解液與隔離膜四材料所組成,台股相關廠商:正極材料:4739康普、4721美琪瑪、5227立凱、8038長園科。負極材料:1723榮碳、3691碩禾、6555榮碳。電解液:1303台塑、6509聚和。隔離膜:8215明基材。

鴻海砸 6.5億入股負極材料廠榮碳、砸 10億入股正極材料廠碩禾,預計將投入新台幣60億元,聚焦在磷酸鋰鐵電池芯,目標2024年第1季量產,產能超過1GWh。

台塑集團七月宣佈兩階段投入新台幣160億元,將在彰化興建磷酸鋰鐵電池芯廠,第一階段投60億元,預計2024年量產,規模 2.1GWh,第二階段投 100億元,2025興建2027量產,目標規模 2.9GWh。

未來不管電動車或者再生能源都需要龐大的儲能系統,其中以鋰電池占8成以上,為市場主流技術。2021年全球鋰電池需求量為303GWh,2030年將超越1200GWh,增至4倍以上,市場規模相當可觀。

據工研院統計,全球充電電池產值在去年達到近950億美元,今年可望突破千億美元,研調機構SNE更估算,去年電動車市場大爆發,交車量成長逾一倍,造成關鍵零組件-鋰電池明年起將供不應求,並一路持續到2030年,這樣的長線趨勢值得大家進一步研究
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