LG Energy Solution(LGES)對固態電池的最新評估,對於近期一浪接一浪的「固態電池即將突破」消息,無疑係一個降溫提醒:技術未必停滯,但由實驗室成果變成可以大批量裝上電動車,中間仍然隔住一個相當難行的量產關口。公司認為,手機、無人機等較小型應用,可能會比大眾市場電動車早約十年採用固態電池,關鍵原因係大型電芯難以穩定生產。114
呢個判斷唔代表LGES放棄固態電池。公司早前提出,石墨基全固態電動車電池目標於2029年商業化;其他電池製造商亦公布更早的試產或示範計劃。192526不過,「試驗生產線」、「少量原型」同「以合理成本、高良率、大規模供應」係三回事,唔可以混為一談。
最大樽頸係大型電芯量產
固態電池以固體材料取代傳統鋰離子電池入面嘅液態電解液。理論上,呢種設計有望提高能量密度,亦可能改善安全表現,但實驗室測試跑出漂亮數字,唔等於已經具備汽車工業所需的生產能力。
LGES北美區總裁Robert Lee指出,固態電池目前最棘手的問題係「大規模生產」。小型電芯尺寸較細,每件產品需要的材料較少,製造時亦較容易控制一致性。電動車電池就完全係另一個難度:電芯更大、產量更高,而且由電極、固態電解質到封裝,每一個環節都要維持穩定質量。114
所以,一粒固態電芯可以喺小型電子產品運作,並唔代表佢已經可以組成適合大量生產電動車的電池包。車用產品仲要通過長期耐用性、安全性及一致性驗證,同時要做到低成本、高良率,先有機會真正落地。
Lansing工廠反映LGES眼前押注
LGES於密歇根州Lansing開設的新工廠,正好反映公司對短中期市場的實際取向。呢個佔地226英畝的廠房,自2022年起投資超過20億美元;全面投產後,年電池電芯產能目標超過35GWh。37
工廠同時生產兩類較成熟的鋰離子電芯:供能源儲存系統使用的大型磷酸鐵鋰(LFP)電芯,以及供電動車使用的鎳錳鈷(NMC)電芯。NMC電芯預計會支援Toyota 2027年推出的Highlander電動車。47
換句話講,Lansing唔係一座即將改裝成全固態電池工廠的設施,而係一項先把今日可以製造、可以交付的鋰離子技術擴大產能的投資。當固態電池仍然要經過研究、試產、驗證同改善良率,成熟化學配方就繼續有現實商業價值。
電動車電池未來唔只得固態一條路
LGES與合作夥伴亦正推進一批較可能提早入市的改良技術。General Motors(GM)與LGES計劃由2028年起,喺美國商業化富鋰錳(LMR)方形電芯,預計更早開始預生產。兩家公司表示,呢款電芯會用於未來電動貨車及大型SUV,部分應用的目標續航力超過400英里。373940
LGES公開研發資料亦列出鈉離子電池,並計劃於2027年商業化。鈉的資源供應較鋰充足,公司認為鈉離子電池有機會在成本、高倍率性能及低溫輸出方面帶來優勢,應用範圍包括能源儲存,以及較平價的電動車。23
呢條路線的重點唔係等一種「終極電池」一次過取代現有產品,而係按不同用途分工:LFP主打成本及儲能市場,NMC偏向較高能量密度的電動車,富錳配方就嘗試喺續航力同成本之間取得平衡,鈉離子則可能服務儲能及入門級市場。
點樣理解各大公司公布的時間表?
中國多家電池企業及車廠已經公布2027年固態電池試產、道路測試或示範車目標。CATL、BYD、Geely,以及Farasis Energy、CALB、Gotion High-Tech等公司,都被指與相關試產或測試時間表有關。4142
台灣電池企業ProLogium亦已經喺法國敦刻爾克興建固態電池超級工廠。公司規劃分階段投產,首階段之後再逐步提升產量,呢個項目將會成為市場觀察固態電池能否由試驗規模推向更大產量的重要測試。43
但要留意,2027年「試產」可以代表喺試驗生產線製造一批電芯作驗證,並唔等於已證明該電池可以以高良率、低成本同汽車所需的大規模供應量生產。時間表本身係研發進度指標,唔係大眾化上市保證。
原型車證明潛力,唔等於市面買得到
目前已有車廠用原型車測試固態或半固態電池。例如,Factorial的電芯曾經用於Mercedes-Benz EQS原型車,其他製造商亦正以示範車評估類似技術。2153
原型測試當然有價值,因為可以了解電池喺真實車輛重量、充放電、溫度及道路環境下的表現。不過,由一架示範車行得遠,去到一款可以長期可靠供應的量產車,仍然要處理耐久性、供應鏈、製造一致性、成本及售後風險等問題。
對未來幾年電動車市場有咩啟示?
最穩妥的解讀唔係「固態電池仲離所有應用好遠」,而係「固態電池要大規模用喺電動車,難度遠高於先用喺小型裝置」。手機同無人機電芯較細,適合先驗證技術;電動車就需要大型電芯、極高產量,以及多年使用仍然安全可靠的證明。113
部分公司或許可以喺本 दशक結束前推出有限度商業化產品或示範車,LGES自己亦將石墨基全固態電動車電池的目標定於2029年。1925但對大部分電動車買家而言,直至2020年代後期,市場更可能先受改良鋰離子電池推動,包括LFP、NMC及富錳配方,而唔係突然由全固態電池全面取代現有電芯。
日後再見到固態電池新聞,與其只睇「幾多年上市」,不如留意幾項更實際的證據:大型電芯良率、循環壽命、安全測試、每瓦時成本,以及有冇車廠承諾高產量裝車。喺呢幾樣條件未能同時證明之前,「試產」比較適合視為工程里程碑,而唔係固態電動車已經準備好普及的訊號。