為何3C產品幾乎都使用鋰電池?他道出判斷電池技術潛能的6大原則,鋰電池實在太神啦

2019-06-10 14:56

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之前我們談到汽車在新一輪的競爭中,讓電動車敗部復活,準備讓汽油車走入歷史的關鍵,就是電池技術的變革。這個電池,就是鋰電池,全名是鋰離子二次電池(Lithium Ion Secondary Battery)。

臺灣的材料產業發展比較慢,因此懂電池的人不太多,這會造成一個問題,就是當我們看到科普雜誌聳動的標題「電池科技大突破!5分鐘充飽電動車」,我們根本不知道如何判斷真假。

今天,我就來分享六個看懂電池科技的基本邏輯,至少以後我們可以知道誰是騙子、誰是革命家。

用過即丟的電池只占20%的市場,主戰場在可以重複充放電的電池

一想到電池,我們多數人浮現在腦中的,就是裝在電器、玩具裡,政府要我們做回收的那種電池。電池是一種以化學能的方式,幾個元素合作鏈結起來就儲存能量,放開彼此之後就將之轉換成電能放出的器件。既然牽扯到化學能,那就跟材料脫離不了關係啦。過去電池都是以其主要材料來命名,舉凡一次電池的鋅錳電池(碳鋅電池/鹼性電池)、鋅汞電池(水銀電池);二次電池的鎳氫電池、鎳鎘電池、鉛酸電池與本文的主角鋰電池都是如此。

電池的結構其實相當簡單,主要就是正極與負極,我們使用的能量便是儲存在此正、負極之間,剛剛提到的命名則一般直接由正、負極的兩種材料來決定。舉例來說,鋅錳電池的正極是錳(二氧化錳),負極是鋅。

用過即丟的電池稱為一次電池,一次電池由於無法重複使用、能量密度低又不環保,因此現在已經鮮少在使用,頂多剩下一些比較低階的電器、玩具等,總共僅占整體市場約20%。

二次電池代表的是可以重複充放電,也就是可以重複使用。整體市場約80%都是二次電池,其中二次電池中的鋰電池雖然最晚商業化,但由於能量密度高且無記憶效應,現在各種3C產品幾乎全部使用鋰電池,占了二次電池市場的四成

而另外六成暫時還沒有被鋰電池攻下來的,目前是被鉛酸電池佔據著。鉛酸電池由於挾帶非常低廉的成本優勢,大量使用在汽機車的啟動電瓶、電動自行車、不斷電系統等。

儘管如此,鉛酸電池仍然面對了來自鋰電池非常大的壓力,試想,未來如果是電動車的世界,那我們還需要啟動電瓶嗎!

6個判斷電池技術潛能的基本邏輯:能量密度高、壽命長、充放電速度快、耐熱耐寒、安全性高、達到可商業化的成本

要成為有潛力的電池,首先必須有高能量密度,我們依序來說明:

高能量密度:能量密度指的是在一個固定的體積下,可以釋放多少能量,你可以理解成你拿著兩個同樣大小的寶特瓶,一個寶特瓶裝汽水,另一個寶特瓶裝汽油,後者的能量密度自然是高於前者。業界除了體積之外,重量也是另一個衡量的標準。

壽命長:充放電次數多,電池與車同壽,同時也減少廢棄物。

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