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在電子業玩過全球市場與各種產品的研發,如今教導美學設計與品牌行銷,自我感覺天生筋骨是武林奇才。

已經沒有注意最新科技技術有相當長一段時間,花了幾個月觀察當今最紅的科技市場,當屬AI與電池科技。

AI並不稀奇,目前只是在玩名字,AI只是在軟體架構上有更進步的發展,真正的AI需要軟硬體都達到一個科技高度,當今人類硬體科技在數十年內尚無法成就,而軟體編碼也只是初入茅廬,汽車的AI安全配備也只是在玩具階段,增加點安全感,卻不可被完全信任。

短期在四至五年內,會影響整個產業鍊大翻轉的是「電池技術」,而且新電池世代將每隔四五年會有個全新突破,與人類的基本生活習習相關。

起因是人類製造的污染太嚴重,各國相繼宣告於2030-2040年停售燃油車,於是各大公司與新興公司全力衝刺最新的電池技術。

主流有兩個方向,一是氫燃料電池,二是固態電池。其實兩種電池技術的研究發展都有二十年左右了。

氫燃料電池的技術已接近消費性市場,未來取得氫的技術上會以海水為主,海水取氫的量產設備都已經在市場上實現,所需要的電池數量與重量也不會這麼龐大,換電池變的便宜又方便,在汽車儲存技術突破與成本下降後,最後唯一的問題是地區政府是否有魄力普設加氫站。所以燃料電池的發展將取決於政治因素。

著名的公司有Toyota、PLUG、BE、Ballard Power、Cummins、Fuelcell、NEL ASA等等,幾乎由美加公司主導,亞洲則由Toyota獨大,也是全世界最有實力的廠商之一。

固態電池非常安全、加快充電速度、單位容量大而能大幅減輕電池數量與重量(目前一輛電動汽車必需使用數千到上萬顆液態電池,數百公斤的重量很可怕),實現真正實用化與消費電子化的電池科技,如果電池壽命的衰退率能讓充放電次數能夠達4000次以上並維持八成的充電量,那固態電池一定會取代市面上廣汎使用的液態鋰電池,「18650、21700、46800」都只是把容量放大的液態電池,技術上並無突破。

在美國最著名的固態電池廠有QS被福斯汽車與微軟投資,Soild Power則被福特Ford與BMW投資,台灣則有輝能Prologium被軟銀投資並與大陸許多汽車廠合作,日本也有GS Yuasa等幾家固態電池研發公司。

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從表格看起來,各家固態電池廠以QS表現最佳,但是還是要看量產狀況,QS表示將於2024年大量生產,全世界最大車廠福斯與QS已達成共同出資建廠協議,於今年底於德國興建全球第一座固態電池工廠。但是目前看「充放電次數的壽命」似乎和傳統鋰電差不多,無法大幅提高,非常可惜,如果無法改變充放電的壽命,那目前的固態電池也只會是個過渡性產品。

目前傳統液態鋰電池最新狀況~

Tesla特斯拉號稱發明新液態鋰電採用NCA材料,改變正負極的材料技術,可以讓充放電次數達4000次,並行駛超過160萬公里,已註冊專利並即將量產,同時和Panasonic共同量產4680大容量液態鋰電,拭目以待,不過我常覺得Tesla愛吹牛,我並不相信這家公司。如果是真的實現4000次的充放電壽命,那是不是可以把這個陰陽極的技術放到固態電池上就會變成完美的電池。

目前市售家用充電小電池到18650及21700,技術上都一樣,充放電次數大概七百次就會衰退到幾乎陣亡到只能充電四五成,每次充電一次會衰退一點約0.1%,一年後開始會有感覺,一台汽機車如果每天充一次電「電池維持正常容量壽命」大概只有最多兩年,所以一輛車剛開始充飽電能跑四百公里,兩年後大概只能跑不到兩百公里,每星期充一次電也大概最多只能活三年左右,也取決於使用狀況與環境變化,電容量就會開始快速衰退,「一年半到兩年後,儀表的電池計量很快就沒有參考價值,你永遠不知道哪一天可以開多遠,每天都在變,電容量越用消耗速度越快,這就是里程焦慮」還要買電動車嗎?XD,因爲無法避免的化學dendrite樹突效應,廠商常給的資訊是完美的環境狀況下最長的壽命,但是幾乎不可能達到。所以Toyota為何專注於Hybrid,而不願意全力推目前不夠消費產品化的純電動車,也是為何Gogoro要廣設電池交換站的原因之一。

這種液態鋰電池在市場已久,但以前並未推電動車,目前電動車銷售市場純粹只是話題上的表現與政策上的推動,並不是因為電池技術的進步,記得好幾年前買了一部搭載18650電池的電動機車,在路上大家都説好帥,剛開始真的騎得很順又拉風,但是大概一年半左右,電池壽命只剩下三到四成,幾乎無法正常使用,為了拿回點現金,賣個好的中古價,我趕快賣回原經銷商,不敢再騎。

所以目前市售的電動汽車都是用18650或2170,毫不實際,我個人也完全沒興趣購買,電池壽命一到,需要花費數十萬購買電池,而且只能丟棄舊電池,難以回收,丟棄這麼大量的有毒電池對地球的污染很可怕,比燃油車的空氣污染可怕多了,壞空氣還有機會被消化,那些固體廢棄電池不知道要在地球土壤與海洋中危害多久。

再看未來,假設氫燃料電池與固態電池在五年後,技術上都達成目標水準並都可以大量生產。

燃料電池與固態電池將並存於消費性市場,氫燃料電池車一樣需要電池,還是必需使用充放電壽命能更長的固態電池,大型機動車輛將都會使用體積較大的燃料電池,小型機動裝置如小型機車都會單純使用固態電池,而固態電池將取代所有小型電池,「筆記型電腦、手機與手電筒」將有比以往多數倍的電量,這將翻轉人類生活的方便性,「大容量、體積小、壽命長」的安全電池將會帶動許多新興商品的發展,也更容易實現小型私人飛天車與機器人的夢想。

最後,兩種電池技術在未來的數十年間將每隔數年都會不停的有新世代技術出現,電池技術的進步將有如電腦CPU的發展,精密度與體積每隔數年就是個世代交換,直到遇到技術上的瓶頸。

現在大家都在看,能夠掌握下一代最佳的電池技術的汽車品牌將是未來的王者。

一台15公斤的電動腳踏車充飽電可以一次跑300公里,使用十年以上,是不是很棒?

建築業涵蓋各種材料與金流之廣影響一個國家的經濟動脈,房地產的活絡能夠表現一個國家興衰,如今汽車產業代表的是最先進的科技,引領各種先進技術的發展,從晶片、攝影鏡頭,雷達,軟體、到最新能源技術,也代表國家的品牌與未來。

韓國現代、日本豐田、中國大陸各車廠如NIO蔚來汽車與歐美各品牌都在全力衝刺,台灣的汽車產業呢?

電池技術的發展令人期待又興奮。

 

 

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