風傳媒高峰論壇》電動車降低成本，關鍵在電池芯！台塑新智能劉慧啟：它和石化業的輕油裂解一樣重要
台塑新智能總經理劉慧啟：電池芯如同石化製程的輕油裂解，非常重要。（顏麟宇攝）
電池、電控與電機是電動車的3大關鍵模組，特別是電池，它影響車輛的續航力，其總成本占整車約35%，是影響電動車售價與普及的關鍵。在全球供應鏈中，目前電池芯主要由寧德時代、LG、Panasonic、比亞迪等廠商製造，台灣的產能較低，但台塑投入電池芯領域長達十年以上，是台灣重要的電池製造業者。台塑新智能總經理劉慧啟在風傳媒《智慧新移動》論壇中，分享電池芯的最新發展。
「電池芯如同石化製程的輕油裂解，地位非常重要」
劉慧啟坦言：「做電池芯不太會賺錢，」基本上要做到對岸大廠寧德時代的規模，或是如比亞迪一般強力完成上下游整合才有獲利空間。但劉慧啟也強調，「電池芯地位如同石化製程的輕油裂解，非常重要。」的確，在新能源的發展過程中，電池芯扮演最基礎、最關鍵的角色。
劉慧啟指出，1760年時地球的二氧化碳濃度是280ppm，但現今已達到415ppm，今年7月全球均溫破17度，是工業革命以來的最高溫。雖然要讓二氧化碳濃度要回到280ppm很難，但全球皆加速轉換、分散發展新能源，期望減緩全球暖化進程，我國政府也將綠電與再生能源列為國家發展戰略，目標要在2050年淨零排放，讓再生能源提供全台60%到70%用電。
劉慧啟表示，目前發電廠占全台42%排碳量，交通占全台22%排碳量，而汽車又占交通40%，是所有交通工具中最高者；若能將電能換成綠電，燃油車換成電動車，對能源轉換有極大效益。問題是，太陽能與風能發電不穩定，無法做為基載電力，因此需要儲能設備，以提升電網韌性。而電池占儲能系統安裝成本的41%，占電動車零組件成本的35%，因此提升電池的安全性並降低成本是重中之重。
磷酸鋰鐵電池能量密度較低，但優點是成本更低、更安全
劉慧啟說明，電池市場過去以鉛酸電池為大宗，但它的能量密度低，放電倍率低，循環壽命也短；台鐵以前使用鎳鉻電池做為備用電源，但鉻是重金屬，有汙染疑慮，鎳氫電池的能量密度也不夠高。到了近十年鋰電池興起，它有能量密度高、放電倍率高、循環壽命長、自放電率低等優點，人類才找到儲能的最佳方案。劉慧啟指出，鉛酸電池自放電率為15%至25%，但鋰電池自放電率約3%至5%，而台積電將不斷電系統中的鉛酸電池換成鋰電池，帶來17%的節電效益。
相較之下，磷酸鋰鐵電池（LFP）的能量密度雖然較鋰三元電池低，但其原料鐵的礦藏為85億噸，供給穩定，因此製造成本較低，有利於產業發展。另外，磷酸鋰鐵電池也有循環壽命長、安全性高的優點。因為材料特性，溫度需要達到500度以上，電池的化學成分才會開始分解；且由於電池晶格穩定，高溫下也不會產生強氧性物質，加上電池模組內沒有足夠的氧氣使其自燃，即使車禍也很難產生讓它爆炸的條件，因此安全性高。
電池形狀也會造成能量密度、生產速度與良率的差異。目前電池主要有圓柱型、方型與軟包3種。圓柱型電池能量密度高、製程技術成熟、生產速度最快，但良率較難控制，做成大電芯的散熱也不佳；方型電池外型堅硬、安全性高、生產速度中等、與電池模組搭配最佳，但能量密度較低；軟包電池重量輕、設計靈活、生產良率最高，但疊片時間較長，技術門檻與成本較高。在這3種電池中，台塑選擇製造方型電池。
發展新能源，同時也要思考對未來環境的影響
目前台塑製造3種磷酸鋰鐵電池，容量分別是30Ah、50Ah與67Ah；其中30Ah、67Ah為能量型電池，用於能量移轉，其充放電速度為2C，代表它只需要1/2小時的時間，就能完成整顆電池的充放電。而50Ah為功率型電池，用於緊急備用電源與頻率調節，放電速度可達到9C。
關於設廠，台塑目前正在建設彰濱電芯廠，第一期將設置2.1GWh鋰鐵電池芯廠與模組廠，合計投資近102億元，預計於2024年第三季完工量產；後續也將投入第二期擴建，將電池芯與模組產能分別提升至5GWh。
關於未來，劉慧啟指出，目前全球電池廠也在開發全固態電池。該電池具有高安全性、能量密度高等優點，但解決介面阻抗所花費的成本相對高，預計要到2030年才會商用。雖然綠能與電池技術蓬勃發展，但劉慧啟也認為，燃油車短期內不會消失，也不強求要馬上廢除燃煤與燃油，而是多種能源多元發展，並使用碳捕捉技術去捕捉舊能源的碳，讓新舊能源並存。劉慧啟也提醒，雖然新能源被視為舊能源排碳問題的解決方案，但現在也要開始思考，新能源是否會在未來對環境造成影響，才能讓人類文明進步的同時，也把對環境的傷害降到最低。
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