鋰離子電池最大的競爭對手

 

鋰離子電池的出現迅速推動文明與科技的演進。
而今鋰離子電池亦與我們的日常生活緊密連結。
在這樣的市場現況下,何者又是「鋰離子電池」最大的競爭對手?
近年極具話題性的「鈉離子電池」未來發展性如何?
下文我們將根據目前市場上的競爭狀態做一篇簡單的探討。

鋰離子電池最大的競爭對手

鋰離子電池當前最大的競爭對手非「燃料電池」莫屬。

目前燃料電池的研發方向以氫能電池為主,相較鋰離子電池需要一定的充電時間,氫能電池僅需補充/添加燃料(液態氫)便可繼續使用。此外,氫能電池在轉換電流的過程中幾乎零汙染,各國政府紛紛開始投入資源,將氫能作為重點能源發展項目。氫能電池的發展前景備受矚目。

鈉離子電池的未來發展性

近幾年電池製造商開始思考製作鈉離子電池的可行性,其動機有二:就成本考量,鈉元素較鋰元素低廉;就供應鏈考量,鈉元素的礦藏量較鋰元素高;此二主因促使專家、學者們開始探究以鈉離子取代鋰離子的可能性。

根據已發表的研究文獻,由於鈉離子的半徑比鋰離子的半徑大三倍,使得鈉離子嵌入負極(石墨)時面臨安定性與充電速率(註一)等瓶頸,換言之,鈉離子電池研發首要克服的挑戰便是負極材料的選用。此外,鋰離子電池技術已發展成熟且進入量產規模,其成本預估可望降至USD 80/kWh。鈉離子電池若欲取代鋰離子電池,其研發成本無疑是所將面臨的第一道高牆。

延伸閱讀:鋰離子電池市場之未來發展趨勢

總結

依我們對市場的觀察,鋰離子電池組成元件的材料應用方面仍有很大的發展空間,此外,短期內不會出現能完全取代鋰離子電池的產品,除了獨占鰲頭的鋰離子液態電池,鋰離子半固態/固態電池正蓄勢待發,預估未來5-10年都將是鋰離子電池的黃金世代。

鋰離子電池爆炸、起火傷人的案件層出不窮,面對「好用的材料不安全,安全的材料不好用」的窘境,如何兼顧電池的高安全性、高電容、高功率與高循環壽命,一直都是鋰離子電池製造商致力突破的挑戰。在這百家爭鳴的黃金時代,鋰離子電池技術會往什麼方向發展呢?我們拭目以待。

延伸閱讀:組成鋰離子電池的4大元件

註一:充電速率(C rate):

通常以C為單位。舉例來說,若鋰離子電池的充電速率為1C,意即要將此電池的電容量充滿需耗一小時。相對的,放電速率亦以C表示,若以5小時將鋰離子電池之電容量耗盡,其放電速率為0.2C (1/5)。一般來說0.1~0.2C的放電速率,對電池來說都是健康的。

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發佈日期:2021.03.05