台灣業者如何切入全球電池產業鍊?借鑑台積電,共創多元化電池芯解決方案

台灣業者如何切入全球電池產業鍊?借鑑台積電,共創多元化電池芯解決方案
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台灣的材料創新應用,可以讓電池芯在全球鋰電池產業關鍵地位。借鑑台積電,從共同開發代工製造的模式向上創造高端價值,透過對於電池材料的專業,切入鋰電池芯的製造。

全球都在「拚電池產業」,自從2015年聯合國巴黎協定通過以來,全球至少136個國家宣示淨零碳排目標,並以立法或發布政策等方式,推動了電池產業的發展。而在美中對抗下,台灣各大集團也積極發展該產業,綜觀全局台灣的現在、未來又在哪?

2022年電車大爆發年成長68.7%

資誠科技產業研究中心主任鄭雯隆表示,估在2022年以後,傳統燃油汽車與電動車市場此消彼漲的趨勢更加明顯,並將於2027年電動車年度銷售量正式超越燃油車;到了2035年,電動車銷售比重更將高達9成,也宣告傳統燃油汽車將徹底退出汽車市場。

根據研究調查機構集邦科技(TrendForce)最新統計,2022年全球新能源車,包含純電動車、插電混合式電動車、氫燃料電池車銷售量約1065萬輛,年增63.6%,其中純電動車(BEV)為789萬輛,年成長68.7%;插電混合式電動車(PHEV)為274萬輛,成長50.8%。中國和西歐仍為兩大主要市場,但市占率差異再擴大,中國占63%市場,西歐則為29%。

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集邦科技提供

電池作為電車的心臟,打著取代石油旗幟的新一代能源。集邦科技報告指出,各種型態的電池主要為:方形三元動力電芯、方形鐵鋰動力電芯,還有以磷酸鐵鋰(LFP)電芯為主的儲能電芯;此外,消費電池電芯方則是鈷酸鋰(LCO)電芯。

整體而言,中國在電池產業具有領導地位。中國寧德時代(CATL)市占率達到37%、此後依序是比亞迪(BYD)、LG Energy Solutions兩者市占率為同為13.6%並列亞軍,松下(Panasonic)7.3%,居第4位;SK On達5.4%,佔第5位,和三星SDI的4.7%為第6位。

格斯科技:借鑑台積電,走向共同開發、代工製造

而在美中政治局勢日益緊張下,業界普遍認為歐美國家也將打造新一條電池產業鏈,遏止北京在新一代能源上取得更大的權力。專注於高含金量電池芯技術格斯科技董事長張忠傑強調:「當我們看到全球將邁入第三次能源革命,2015年我們就在思考台灣業者於全球的機會點在哪裡?」

格斯科技給出了一個關鍵性的答案,台灣的材料創新應用,可以讓電池芯在全球鋰電池產業關鍵地位。張忠傑指出:「我們從對於電池材料的掌握去思考,希望從共同開發代工製造的模式向上創造高端價值,透過對於電池材料的專業,切入鋰電池芯的製造。」

面對中國業者上至原料,下到品牌銷售的一條龍垂直整合,除了站穩歐美供應鏈的優勢以外,台灣的產業優勢在哪?張忠傑說,台灣研發與人才可能性,最大的阻礙往往來自於市場大小,所以我們希望成為一個可以提供多元化電池芯製造方案的提供者。

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格斯科技提供

格斯科技觀察,純電車產業的電池供應廠家趨向採用軟包電池芯。

台積電(TSMC)的啟發,不和大國短兵相接,從代工做起成為最好的夥伴,做出最好的品質。張忠傑解釋,以格斯科技企業為例子,2020年已經獲得獲得日本上市公司LTO,電池代工試作契約,共同開發大容量LTO電池,並獲得巨大成功,隨後在中壢工業區再購置2000坪土地擴廠,2021年建廠開工典禮,建設1GWh廠房,2023年建廠裝機完成開始量產。

此外,台灣政府也跟著動起來,各類儲能產業也相繼快速發展。目前台灣有3大集團在發展儲能產業,分別是台能旗下的能元科技(E-ONE MOLI ENERG)、台塑旗下的新智能(Formosa Smart Energy Tech Corporation)、以及鴻海的芯量科技(SolidEdge)。

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格斯科技提供

台灣主要生產電池業者,包含能元科技、新智能科技和芯量科技等

面對國內各大集團擴張的儲蓄事業版圖。張忠傑指出,我們不是競爭對手,反而可能是夥伴。共同創辦格斯科技的技術長葉國偉認為,產業上共創多元化電池芯的解決方案,是一條可行的路。

例如,台灣業者可以引進國際市場主流的正極材料,配合在氧化物的負極材料所鑽研的應用技術製造電極板,打造低內阻值、可快充快放、高安全長壽命的高階鋰電池芯。

電車電池的關鍵,極凍酷熱都要安全穩定

最終生產製造的高性能「鈦酸鋰負極材料」,成功打造出具有高安全性、高倍率充放電電流(>20C)、更寬溫域的可工作溫度區間落在-40至60°C,還有超高循環壽命大於1萬次,並且等特性的鈦酸鋰系鋰電池芯及應用產品。

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格斯科技提供

此圖是電池芯生產製程各個環節,格斯科技解釋,如何幫客戶客製化電芯產品,滿足市場多元需求。

目前電池產業,形成兩套模式,分別是以業者寧德時代、比亞迪為首的中國產業,第二則是歐美國家急欲打造的第二套模式。此外,格斯科技強調,在2020與2021的量產電車觀察中發現,48V輕油電混合動力(MHEV)系統設計成為現行汽、柴油車款符合低排放、與提高油耗效能的法規選擇,已經成為歐系汽車品牌新的設計趨勢。

2030年全球儲能市場可擴大成1160GWh,面對龐大的儲能市場,同時也考驗各大業者如何快速研發相關技術與開出產線,贏得先機。格斯科技指出,台灣業者將以「連結在地」、「連結未來」、「連結國際」三大策略突圍。

台灣將成為全球新能源電池關鍵材料及高階設備關鍵零組件的研發製造中心為目標。例如:格斯科技去年2022年與外貿協會共同赴美,洽談供應鏈合作。同時,也與歐洲頂規電動車電池研發公司 InoBat Auto進行跨國技術合作,這些都是重要的案例。

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關鍵評論網記者莊貿捷拍攝

格斯科技研發的液態電池包,單邊單出極耳設計,分散熱源,減少電池劣化的缺點,這個電芯尺寸製作彈性大,電池組規劃也能靈活組裝,此外能量密度高可以減少電芯使用數量、減少焊點。

張忠傑說:「我們的全新的台灣首座Gigawatt國際規格電芯廠預計,今年第2季落成,格斯科技也於2021年與桃園市政府簽署桃園航空城合作備忘錄(MOU),替未來再擴大產能所需的廠房資源做準備,台灣電池產業將進入國際化的關鍵時刻。」

電動車市場仍激烈,中國業者來勢洶洶