台灣固態電池大廠輝能科技（ProLogium Technology）5月11日宣布，將投資52億歐元（新台幣1735億），在法國敦克爾克興建1座超級工廠，以生產固態電池，該廠不僅是輝能在海外的第1家，也是最大的海外工廠。
5月底，總部設在台灣桃園的固態電池輝能，宣布與德國百年汽車集團戴姆勒集團旗下賓士（Mercedes-Benz）簽署合作協定，雙方將在固態電池電芯技術上合作，賓士也將投資輝能近億歐元（high double digit million EUR）並取得董事會一席董事，以此來看，輝能應是在賓士集團的支持下，才敢大膽在法國作如此巨大的投資。
固態電池與液態電池的主要差異在於電解質。液態電池是1種以鋰離子為媒介來儲存能量的化學電池，鋰離子的電解質是液態的，以凝膠體、聚合物的形式存在，讓電池的重量難以下降。此外，單一鋰電池組的能量不高，因此必須將多個電池組串聯，讓重量近一步增加。
除了重量，液態電解質也具有可燃性，一旦過熱沸騰，就容易出現熱失控的情況，進一步產生火災或爆炸；在低溫環境也容易凍結，降低電池的續航力。另外，液態電解質會腐蝕電池的內部組件，充放電的過程也會產生晶枝（dendrites），降低電池的容量、性能與壽命。
近幾年來，全球車廠佈局固態電池的動作方興未艾。除我國輝能外，本田汽車（Honda）宣佈投資美國固態電池廠SES、開發次世代電池「鋰金屬電池」；BMW與福特入股美國固態電池廠Solied Power；福斯入股美國QuantumScape以及中國的國軒高科。
豐田（Toyota）計畫從2025年開始量產固態電池；QuantumScape和松下（Panasonic）計畫在2025至2026年量產固態電池；三星SDI （Samsung SDI）將自2027年開始量產固態電池。
固態電池有體積小、充電快 壽命長特性
究竟固態電池有什麼魅力與優勢，可以撼動稱霸世界近30年的液態鋰離子電池（Lithium Ion Secondary Battery）的地位，讓輝能願意豪擲堪比「護國神山」等級的巨額投資，就連各國大廠都搶先注資？
一般而言，電池的技術好壞可基於6個面向來判斷，分別是：高能量密度、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。
但要找到符合上述所有條件的「完美電池」，可謂難度重重，目前人類所能找到最接近的，便是液態鋰電池，不過這類電池卻有2大問題：熱失控、電池老化，而固態電池的出現，不僅大幅改善上述問題，還很貼近作為好電池技術的相關特質。
固態電池內部則沒有沉重的液態電解質，而是玻璃、陶瓷或其他材料形式的固態電解質。固態電池的整體結構與傳統鋰電池相似，充放電方式也大同小異，但因為沒有液體，所以電池內部更緊密，體積更小，能量密度增加，另外，固態電池的充電速度也比液態電池快，也沒有腐蝕性的問題，壽命更長。
重量減輕 電動車續航力提高
因此，與壽命短、不穩定、時常傳出爆炸事件的液態電池相比，固態電池表現較佳，這讓固態電池在電動車、儲能系統、消費電子、工業、航空航太中，有著潛在的發展場域。
例如，固態電池可大幅為電動車驅動系統減重。由於固態電池電芯內不含液體，可大幅降低自燃的風險，故可先串聯再封裝，減少現有液態鋰電池外部串聯導致冗餘的機構設計，同時因其完全不可燃的特性，電池管理系統（BMS）的溫控組件可望大幅減少，進而提高續航力。
另外，因固態電解質有著不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液、耐高溫等特性，解決了因電池引起的火災問題，而在達到自燃風險、殼體設計成本大幅降低的情況下，使用固態電池將可簡化生產流程，提高成本競爭優勢。
不過，雖然固態電池具備高安全性、高能量密度以及短時間充滿電等優點，但其內部構造緊密，容易受到熱脹冷縮的影響，若設計不當，可能會影響內部結構，且晶枝的問題仍未解決，電池結構可能被破壞，還有更重要的就是製造成本遠高於液態電池，因此現階段仍難以規模量產並實際應用。
固態電池碳足跡少 符合ESG
固態電池的供應鏈因為正負極的原料與傳統液態電池無異，真正有差異化的是固態電解質與生產設備，所以為了主導市場地位，各家固態電池皆以專利進行競賽壁壘，更重要的是培植相關的原物料供應業者或是開發專用的生產設備。
此外，投資人近年常被要求投資ESG。由於固態電池的電解質為固態，生產過程相比液態電池簡單，回收電池的難度也較低，故固態電池較為環保，整體產品碳足跡更少，符合循環經濟，也能助攻碳中和。
固態電池是個全新的賽道，不僅可與液態電池競爭，供應鏈也有洗牌的機會，以長期投資的角度，在萌芽的階段投資具有關鍵技術的市場先行者，在未來將有機會收穫可觀的報酬。
值得一提，固態電池並不是新發明，它早已被應用在心律調節器、可穿戴設備與無線射頻辨識（RFID）等小型設備多年，直到近年，產業界才開始研究固態電池在電動車等大型裝置的應用。
隨著越來越多的資金投入相關研究領域，電動車消費市場也越來越大，目前電池與儲能相關的專利數量年年大幅增長，有朝一日可望突破固態電池的技術瓶頸，有鑑於此，進入商轉的時間點或許會提前許多。
原文出處 自由時報