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靠一块手机壳打出名声!桃园起家的辉能,如何让宾士、Gogoro都找它做固态电池?

访客 访客 发表于2022-12-23 10:59:00 浏览67 评论0

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光是「电池」,就佔了一台电动车成本的约三分之一。

这样的状况也许即将改变,来自台湾桃园的辉能科技(ProLogium)瞄準最新型「固态电池」,不仅拿下了丹丰资本、软银中国高达3.26亿美元融资,就连欧洲车厂宾士(Mercedes-Benz)、电动车大厂Gogoro,也都纷纷上门寻求合作,究竟有何本事?

安全、效率兼具,固态电池厉害在哪?

目前路上所看到的电动车多数都是採用锂电池,也就就是「液态电池」,也就是要放入胶状电解质,才能发挥电池性能。缺点是,液态电解液有外漏的危险,容易引发起火、爆炸等意外。

近年受到关注的「固态电池」,是将电解液移除,改以全固态方式堆叠,不会因隔离层破损就导致正负极接触短路爆炸,发电效率的能量密度比锂电池多2倍,续航力也会延长2倍,不仅体积小、寿命更长、稳定性也更高。

全球有许多大车厂都在投入固态电池研发。日本车厂丰田(Toyota)就计画在2025年推出使用固态电池的电动车;比尔盖兹(Bill Gates)投资的新创QuantumScape也计画在2024年量产;三星集团(SAMSUNG)和浦项集团(POSCO),也都有建设固态电池生产线的计划。

根据Lux Research报告,到了2035年固态电池市佔率有望达到25%,不过,现阶段受限于技术不成熟,固态电池平均製造成本是一般电池的约8倍,离普及、大规模量产,仍有段距离。

位于桃园的辉能科技(ProLogium),是少数从上游材料到电芯都自主研发的公司。图/辉能科技

2006年成立于桃园的辉能科技曾发明全球第一款固态锂陶电池(Lithium Ceramic Batteries,LCB),是少数从上游材料到电芯都自主研发的公司。

从化学成份看,固态电池可以分成「硫化物」、「氧化物」两种成分,有安全、导电强、充电快速等好处。辉能科技主要专注在做「氧化物固态电池」,优点是稳定性较高,现在已经取得近500项氧化物固态电池专利技术,数量是全球前五大。

曾一度想留在鸿海,杨思枏:一切都冥冥中注定

辉能的全自动固态电池试产线已经在2017年投入生产,已经至少出货百万片固态电池芯,要看懂辉能的故事,还是必须从HTC的手机壳说起,而创办人杨思枏背后关键人物。

当年,杨思枏从台大化工系、台大材料所毕业后,大部分同学要不选择出国继续念书,不然就是进入半导体产业,「我当时就想,其他产业都没机会了吗?」

因缘际会,杨思枏进入「台湾超能源」,这是一家台湾早期做自主电芯技术研发的公司,可惜最终遇上SARS疫情倒闭。后来,杨思枏进入联友光电工作负责LCD模组,即便没有加班费,很多时候杨思枏都自愿留下来加班,很快的就升到整合单位的负责人。

杨思枏回忆,LCD平面显示器的结构其实跟固态电池很像,这段工作经历也成了后来他投身电池产业的关键养分,「我觉得努力都没有白费,一切都像冥冥中注定好。」

后来,杨思枏转往鸿海集团旗下的PCB(印刷电路板)厂臻鼎科技工作,负责软性电路板,「我很喜欢鸿海的企业文化,非常适合我。」

曾经有一度,杨思枏以为自己会一直这幺工作下去,但始终难忘心中的创业梦。他的爷爷是开纺织成衣厂的,父亲则是瓷砖工匠,「听我父亲说,台北国宾饭店的外墙磁砖,就是他烧的。」这样的成长背景,让杨思枏从小就有创业的想法与志向。

亚马逊上的一块手机壳,让辉能遇上宾士

凭着在臻鼎研发软性电路板的经验,让杨思枏不禁思考,如果可以把电池做成凹折的样式,即有可能成为新的市场破口。在产业历练和对创业满腹热情的背景下,辉能科技在2006年于桃园正式成立,第一款展露头角的关键产品是当时HTC One max的手机壳。

辉能的固态电池芯,可以随意弯折。图/蔡仁译

HTC One max是一款大萤幕、配有指纹辨识器的旗舰手机,当时辉能将内部所研发的固态锂陶瓷电池,放进HTC One Max的保护壳中,如此一来,手机就可以在不需外接行动电源的情况下,多出1.5倍的使用时间,几乎可以两天不充电。

虽然当时HTC One max仅在全球卖出3~4万台,不过杨思枏回忆,几乎所有买这支手机的人都会加购售价25美元的手机壳。令杨思枏骄傲的是,这款产品的安全性非常高,「不只可以随意弯折,甚至拿尖锐物品刺它,都不曾发生任何意外。」

这块隐身在手机壳内、可以凹折又安全的固态电池,吸引了两家欧洲车厂的注意,其中就包括宾士(Mercedes-Benz)。杨思枏回忆,「车厂员工在亚马逊上买到这款手机壳,回去做逆向工程(藉由分析及研究,得出某产品的处理流程、组织结构),某天就亲自来公司拜访我们。」

宾士员工在亚马逊上买到辉能所做的充电手机壳,回去做逆向工程开发。图/宾士

当时,车厂员工在简报中分析了辉能的电池构造,安全性测试也达到梦幻等级,而一般电池的等级通常只到可接受、具挑战性,「当时车厂在做电动车研发,其实我们也不知道,原来我们的电池可以用在电动车上。」

不过,电池装在手机跟装在汽车上,对于安全性的要求完全不同,电动车的电池必须要够稳定,才能确保驾驶、乘客的安全。其中一大关键是电池的「内阻」必须降低,(指是电池在运作时,电流流过电池内部所受到的阻力),阻力越小安全性才高。

辉能从2016年开始,陆续向包含宾士在内的欧洲车厂送样做研发,过程中也收到许多建议,才能改善电池设计与配方。辉能发言人许容祯说,研发团队将正极电解质的10%,做成胶状的状态,成功解决了内阻过高问题。

辉能将电池正极电解质的10%,做成胶状的状态,成功解决了内阻过高问题。图/蔡仁译

过去6年,历经无数次的送样、测试,终于满足车厂对于电池能量密度、安全、快充速度以及成本的要求。

固态电池成本高,难以完全取代液态电池

事实上,全球有许多国际新创、车厂,都早已投入固态电池研发,为何独有辉能能取得如此成绩?

杨思枏解释,关键在于辉能是从源头的材料,一路到设备、製造都自己掌控的公司,「这种整合的能力是优于其他公司的,因此许多困难处会知道如何跨过」。此外,辉能这几年也取得了多达500项氧化物固态电池专利技术,都是超越同业的优势。

2021年10月,辉能获得的3.26亿美元融资,背后由丹丰资本、春华资本、软银中国资本共同投资,就是看準辉能在固态锂电池的潜力。

今年初,宾士宣布跟辉能签署技术合作协定,一起开发新电池技术,预计在未来几年内,就会推出配有此固态电池的宾士电动测试车。图/辉能科技

紧接着在今年初,宾士宣布跟辉能签署技术合作协定,一起开发新电池技术,预计在未来几年内,就会推出配有此固态电池的宾士电动测试车;同时,也跟电动机车大厂Gogoro合作,打造全球首个应用于换电式电动机车固态电池原型。

不过杨思枏也点出,「固态电池的成本,是发展上最主要的问题」。他认为,随着固态电池技术的成熟,一般的锂电池市场确实会被挤压,但不可能完全取代,未来比较有可能的模式会是高阶车款採用固态电池,一般平价电动车还是会继续使用液态电池。

欧美陆续扩厂,飞机、脚踏车都是未来商机

对辉能来说,2022是加速海外布局,以及生产规模的关键年,辉能在桃园观音科学园区,打造了二GWh(兆瓦时)的新厂,预计明年就能正式量产,服务欧洲、东南亚电动车的需求。接下来预计2023到2025年间,会在亚洲、欧洲及美国陆续完成扩厂。

辉能预计2023~2025年间,会在亚洲、欧洲及美国陆续完成扩厂。

杨思枏分析,电动车是未来电池市场中饼最大的一块,预估全球电动车市场规模将达到6兆美元,市场非常庞大。除了电动车,辉能也看好电动脚踏车、机车,甚至电动飞机等未来市场。

杨思枏的创业梦已经逐步实现,过去20年,台湾在电池市场或许没有角色与地位,不过杨思枏认为,台湾产业「打群架」能力非常强,现在电动车已经由鸿海领军,组成MIH联盟,「电池产业如果可以整合,做出一个供应链的概念,台湾是非常有机会的。」

※本文授权自数位时代,原文见此。

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