磷酸鋰鐵電池應用思考

電池分類:
首先電池有分蓄能電池與發電電池,詳見下圖:
在蓄能與發電電池之間,目前相互競爭發展。
產業概況:

    各正極材料各有優缺,目前極力發展的便是鋰鎳鈷(錳)及磷酸鋰鐵電池,其特性如下:



     鋰鈷電池便一般手機筆電所常用之鋰電池,近年安全事件頻傳,其安全性為一隱憂。
鋰鎳鈷(錳)電池也如同鋰鈷電池一般,安全性有問題。
磷酸鋰鐵電池雖然安全性佳,壽命極長,但目前有個致命性缺點就是體積大、重量重,以目前市售產品來看,機車、汽車電瓶已有A123的磷酸鋰鐵電池問世,重量與大小約與鉛電池略等或稍重。
      磷酸鐵鋰電池的正極材料目前掌握在少數廠商之手,由A123 、Phostech、立凱三個所壟斷,三者材料各有優劣;A123為目前該領域之最大廠,其零售電池號稱品質最精良,工作電壓能較一般同級磷酸鋰電池工作電壓為高,目前市面上已有零售款出現。

      磷酸鐵鋰電池未普及的最大原因是專利佈局卡位,也使得一般電池廠不得其門而入,磷酸鐵鋰電池也有其缺點會影響普及化,就是重量過重、體積大,這也是磷酸鐵鋰電池一般多聚焦於車用、而3C產品則因其重量過重且價格高(與一般鋰電比較逾4-5X),目前仍未獲大規模採用。
車用部份:
    A123背後有許多美國大廠已介入投資,且美國策略發展車用電池產業,推估美國車廠要採用我國所產(立凱)之電池芯會有一番困難,除非其價格或品質有超凡的競爭力,否則國家強力補貼的A123的成本絕對是相對低廉。
    2011年A123車用電池成長近一倍,雖然基期低,但也有車用電池有進入成長期的跡象;對台灣最有利之電子供應鍊中,新普已取得A123之授權,長園科技也是A123陣營,立凱必須先打入供應鍊才能把成本下降,再進而利用台灣的供應鍊優勢。
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分析思考:
    比較燃料電池的發展,磷酸鐵鋰電池在發展車用電池上的優勢較適合做EV, HEV…由於其體積與重量使其較適合置於較大體的裝置內(發電機; 智慧電網;巴士)。
    車用的部份,目前的大車廠大多都雙軌併行,燃料電池與磷酸鐵鋰電池一併研發。磷酸鐵鋰電池之體積及效能若能合於HEV,其產業之曙光(商業化)相信是會較燃料電池更早透出,由於燃料電池與EV都需要佈置巨大的先期投入,EV要建大量充電站,而燃料電池車需要建置加氫站,也使得舊有的加油站將要’全面’淘汱,汽油車也將汱換?!中間轉換過程必有個幾年的黑暗期;而燃料電池又有其輸入的燃料的規格制定問題(如何加氫、氣壓、瓶口…),也會延宕其商業化速度。
    磷酸鐵鋰電池的市場慢慢正在打開,但其受限在目前技術,無法輕量化,目前僅能走中大型裝置,且以目前各家上游廠商財報觀之,There is a long way to go.
Appendix:
A123 Systems, Inc.(AONE.US)成立於2001年,總部位於美國麻州的Watertown,於2009年9月28日在NASDAQ掛牌上市,是一家知名的汽車鋰電池電池系統商,公司年產數百萬顆電池芯和數百噸的正極材料,2008年全球供應量只有1,500噸左右,其中最大供應商就是A123,供應750噸,公司在台灣、韓國和中國均有合作代工廠。
公司主要大股東有奇異(GE)、高通(Qualcomm)、摩托羅拉與North Bridge Venture Partners、P&G等公司,主要客戶則有通用、克萊斯勒Black & Decker、AES、BAE Systems、Cessna等大廠。2009年3月,公司提交申請美國能源部的先進技術汽車製造業激勵計劃貸款18億美元,將在密歇根州東南部建設一流的鋰離子電池生產設施,此方案全面運作後,將滿足廣泛的汽車客戶的投資組合
2009年8月,美國歐巴馬政府宣布,部分電池製造商可獲得12億美元的聯邦補助資金用以生產車用的高階電池產品,希望藉此確保在當季販售的電動車電池,是在境內生產並可以帶動整體產業發展。根據各方人士推測,美國電池領導業

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