【圖解】高鎳三元電池是什麼？讓電動車成本大降，日韓也瘋狂研發

鋰電池是目前電動車採用的主流，被視為是新能源時代的「石油」。電動車帶動鋰電池需求提高，然而疫情、戰爭導致金屬原材料與零組件價格上漲，帶動鋰電池價格上漲。

如同電動車心臟般重要的電池，成為各國政府爭取的國安戰略物資，積極推動電池材料與礦源自主化。另一方面由於電池占整車成本約40％，電池業者也想方設法從材料、設計做調整，試圖降低生產成本。

鋰電池主要由正極材料、負極材料、電解液及隔離膜4大部分組成，一顆電池的生產成本其中有7成來自材料。

目前主流的鋰電池為三元電池，其中三元是指鎳、鈷、錳（或鋁）3種金屬元素的聚合物，3種元素混合的比率不同。

近年特斯拉、日本、韓國電池電廠紛紛研發「高鎳三元電池」，透過減少稀有金屬鈷，增加鋁、鎳的用量。根據工研院材化所數據，採用高鎳材料後，電池綜合單位成本下降幅度最高可在8％以上。

5成鎳增至8成，能量密度再多17％

不僅降低成本，還能提升電池的能量密度。專攻電池研究的工研院產科國際所經理呂學隆指出，「若把三元電池的鎳比率從50％拉高至80％，能量密度就增加17％。」他看好隨著高鎳三元電池的生產規模擴大，有助降低電池的成本。

若以電池形狀來看，主要分為圓柱、方型、軟包型3種， 業界觀察接下來車用電池將走向標準規格化的趨勢 。鋰電池新創格斯科技執行長張忠傑觀察，不少採用軟包型規格電池的歐洲車廠開始投入電池標準化，除了有效降低電池芯使用總數量外，同時藉由規範電池模組的長寬高，「不僅有助提升電池底盤的組裝效率，未來在汰役電池的問題上，產業將更容易投入電池回收。」

特別是生產電池的稀有金屬資源有限，若能回收再利用將可穩定供應。DIGITIMES研究中心資深分析師林芬卉表示，「電池材料回收再利用，材料成本較從源頭採礦約減少20％。」

看準電池回收商機，前特斯拉共同創辦人暨技術長史特勞貝爾（JB Straubel）創立的電池回收新創Redwood Materials，加速在美國建電池回收廠，將生產足夠的正極、負極材料，每年為超過百萬輛電動車提供動力，預計2023年底前開始回收電池，就近服務合作夥伴包含Toyota、Volvo與Panasonic等。

另一方面， 電池大廠積極投入簡化電池結構設計 ，例如CTP技術（Cell to Pack，無模組電池包）、CTC技術（Cell to Chesis，電池底盤），中國電池製造商寧德時代就是專攻CTP的代表業者。

過去動力電池的結構為電芯（Cell）組裝成模組（Module），再加上電池管理系統與熱管理系統形成電池包（Pack），對電池進行層層分級的管理，卻也出現電池占用面積過大與空間浪費的問題。

新提出的CTP技術，少掉電池模組，降低汽車重量，省下的體積可以放更多電池，提升續航里程；而電動車大廠特斯拉提出的CTC技術，讓電芯與車輛底盤整合，雖然減少更多的材料成本，但缺少模組與電池包的保護，增添電池的安全與穩定性風險，考驗電池廠的技術力。而在還沒有新突破的電池黑科技出現前，電池廠從調整材料、結構設計將成為重要趨勢。

責任編輯：蘇柔瑋

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