電池廠正逐步克服技術障礙，但就像當年鋰離子電池的發展一樣，全面量產仍需時間與大量資金投入，就目前而言，半固態電池應該會先投入市場，在全固態電池實現大規模量產前，作為一個「過渡時期」的解決方案。
新創電池公司 Factorial CEO 黃思宇（Siyu Huang）表示：「我們正處於開拓突破的階段，希望讓固態電池更符合車輛的應用。」她強調，固態電池的最大挑戰在於量產可行性，也就是如何以可負擔的成本大規模生產這些電池。
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固態電池的工作原理與優勢
這裡簡述一下固態電池與傳統鋰電池的區別，之前筆者曾經撰文詳解電動車的各種電池與其技術、原理與優勢。
基本上，鋰電池利用鋰離子的轉移來達成充放電過程，鋰離子在陰極（物理學稱為「正極」，化學則是以釋放離子端稱為「陰極」）與陽極（物理學稱為「負極」，化學則是以接收離子端稱為「陽極」）之間，透過「電解質」移動，而傳統鋰電池與固態電池的差異就是這個「電解質」。
固態電池的化學工作原理不變，依然靠離子轉移來進行能量的輸出及輸入，但將傳統鋰電池的流體電解質如液態鋰基化學物質換成固態電解質，例如：聚合物、硫化物或氧化物。
根據研究顯示，固態電池有幾大優點，包括：能量密度更高、充電速度更快、安全性更好等等。而相較於造價高昂的全固態電池，上面提到的半固態電池則用凝膠狀電解質，優點在比全固態電池的成本更便宜一點，能量密度與安全性比傳統鋰電池更好一點，簡單來說就是介於兩者中間的產物。
各大車廠與新創電池公司的固態電池進度
其實，各大車廠都在研究固態電池的解方，先不提卷到不行的中國車廠，畢竟那些品牌要進到國內有一定程度的難度。許多車廠或集團都與新創電池公司合作，共同研究固態電池的商轉可能性。
新創電池公司 Factorial Energy 就已與賓士（Mercedes-Benz）、Stellantis 集團及現代汽車集團（Hyundai Motor Group） 合作，市場上更傳出Hyundai 可能在近期推出自家的固態電池。
當然，不只一家新創電池公司或車廠在研製固態電池，美國新創電池公司QuantumScape 與福斯集團（Volkswagen Group）旗下電池公司 PowerCo 合作、另一家美國新創電池公司 Solid Power 也獲得 BMW 與福特（Ford）巨額投資，而日系車廠豐田（Toyota）與本田（Honda）也積極投入內部固態電池技術研發。
去年，Factorial 推出了 Solstice 全固態電池，採用硫化物電解質，能量密度達450 Wh/kg，高於目前市場上鋰離子電池的最高 300 Wh/kg，這表示電動車可在不增加電池體積與重量的情況下，大幅提升續航里程。
製造成本依舊是最難克服的
雖然固態電池在技術上一直有突破，但最難突破的問題，是錢。電池數據公司 Recurrent 市場觀察總監 Liz Najman 表示：「關鍵問題在於，現有鋰離子電池工廠與生產流程，無法直接沿用到固態電池的生產，這代表企業必須重建生產線，這需要大量資金與時間投入。」
美國國家科學基金會（NSF）指出，電池生產涉及三大核心環節：電極製造、電芯組裝與電池測試與調校，目前這些製造流程與供應鏈皆高度針對鋰離子電池，要改為固態電池生產，需要進行全面的基礎設施升級，類似於從傳統印刷轉向雷射印刷，或從銅線通訊轉換為光纖的概念，並非一家工廠一朝一夕可以解決。
Factorial 正在嘗試透過混合生產模式，將部分鋰電池的成熟生產技術整合到固態電池製造中，以降低成本。去年，他們在美國麻州 Methuen 建立了一條全美最大的固態電池試產線，產能為 200 MWh，雖然這對於固態電池的發展來說，已是重要的里程碑，但與目前全球動輒數百 GWh 的大型電池廠相比仍然微不足道。
上千公里續航近在眼前？
Factorial 表示，其高能量密度電池有望讓電動車續航突破 600 英里（965 公里），遠超過美國能源部（DOE）公布的電動車平均續航 283 英里。除此之外，其固態電池還有高達 90°C 的運作溫度，重量比傳統電池減少 40% 等優點。
但在全固態電池現身之前，半固態電池已率先進入市場。中國新創車廠蔚來（Nio）ET7 曾使用150kWh 半固態電池，在一次充電下跑出 892 公里的佳績。
中國以外的品牌也有類似的好消息，Stellantis 計劃明年推出搭載 Factorial 半固態電池的 Dodge Charger Daytona，其能量密度達 390 Wh/kg，大幅超越目前市場主流的250-300 Wh/kg。
Najman 表示：「固態電池確實具備顛覆產業的潛力，但市場對其期望過高，這也是各大企業謹慎推出的原因。」
※本文授權自INSIDE，原文見此。
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