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科技

靠一塊手機殼打出名聲!桃園起家的輝能,如何讓賓士、Gogoro都找它做固態電池?

數位時代

更新於 2022年04月27日06:15 • 發布於 2022年04月26日23:18

電動車無疑是未來10年重大趨勢,聯電榮譽副董事長宣明智曾說,電動車產值將是晶圓代工產業的20倍,是台灣下一個兆元產業。

一台電動車有上萬個零件,其中「電池」扮演了如心臟的角色。目前電池成本也非常高,幾乎佔了整台車的三分之一,背後商機龐大。但綜觀全球電動車電池技術,目前由寧德時代(CATL)、LG能源方案(LG Energy Solution)和日本Panasonic(松下)幾家大廠掌握,台灣業者幾乎沒有角色。

輝能科技
光是「電池」,就佔了一台電動車成本的約三分之一。

這樣的狀況也許即將改變,來自台灣桃園的輝能科技(ProLogium)瞄準最新型「固態電池」,不僅拿下了丹豐資本、軟銀中國高達3.26億美元融資,就連歐洲車廠賓士(Mercedes-Benz)、電動車大廠Gogoro,也都紛紛上門尋求合作,究竟有何本事?

安全、效率兼具,固態電池厲害在哪?

目前路上所看到的電動車多數都是採用鋰電池,也就就是「液態電池」,也就是要放入膠狀電解質,才能發揮電池性能。缺點是,液態電解液有外漏的危險,容易引發起火、爆炸等意外。

近年受到關注的「固態電池」,是將電解液移除,改以全固態方式堆疊,不會因隔離層破損就導致正負極接觸短路爆炸,發電效率的能量密度比鋰電池多2倍,續航力也會延長2倍,不僅體積小、壽命更長、穩定性也更高。

安全、發電效率高,固態電池後勢看漲

全球有許多大車廠都在投入固態電池研發。日本車廠豐田(Toyota)就計畫在2025年推出使用固態電池的電動車;比爾蓋茲(Bill Gates)投資的新創QuantumScape也計畫在2024年量產;三星集團(SAMSUNG)和浦項集團(POSCO),也都有建設固態電池生產線的計劃。

根據Lux Research報告,到了2035年固態電池市佔率有望達到25%,不過,現階段受限於技術不成熟,固態電池平均製造成本是一般電池的約8倍,離普及、大規模量產,仍有段距離。

輝能科技
位於桃園的輝能科技(ProLogium),是少數從上游材料到電芯都自主研發的公司。

2006年成立於桃園的輝能科技曾發明全球第一款固態鋰陶電池(Lithium Ceramic Batteries,LCB),是少數從上游材料到電芯都自主研發的公司。

從化學成份看,固態電池可以分成「硫化物」、「氧化物」兩種成分,有安全、導電強、充電快速等好處。輝能科技主要專注在做「氧化物固態電池」,優點是穩定性較高,現在已經取得近500項氧化物固態電池專利技術,數量是全球前五大。

曾一度想留在鴻海,楊思枏:一切都冥冥中註定

輝能的全自動固態電池試產線已經在2017年投入生產,已經至少出貨百萬片固態電池芯,要看懂輝能的故事,還是必須從HTC的手機殼說起,而創辦人楊思枏背後關鍵人物。

當年,楊思枏從台大化工系、台大材料所畢業後,大部分同學要不選擇出國繼續念書,不然就是進入半導體產業,「我當時就想,其他產業都沒機會了嗎?」

因緣際會,楊思枏進入「台灣超能源」,這是一家台灣早期做自主電芯技術研發的公司,可惜最終遇上SARS疫情倒閉。後來,楊思枏進入聯友光電工作負責LCD模組,即便沒有加班費,很多時候楊思枏都自願留下來加班,很快的就升到整合單位的負責人。

楊思枏回憶,LCD平面顯示器的結構其實跟固態電池很像,這段工作經歷也成了後來他投身電池產業的關鍵養分,「我覺得努力都沒有白費,一切都像冥冥中註定好。」

後來,楊思枏轉往鴻海集團旗下的PCB(印刷電路板)廠臻鼎科技工作,負責軟性電路板,「我很喜歡鴻海的企業文化,非常適合我。」

楊思枏_輝能執行長
楊思枏台大材料所畢業後,曾猶豫要出國念書,還是要像多數同學一樣,進入半導體產業上班,「我當時就想,其他產業都沒機會了嗎?」

曾經有一度,楊思枏以為自己會一直這麼工作下去,但始終難忘心中的創業夢。他的爺爺是開紡織成衣廠的,父親則是瓷磚工匠,「聽我父親說,台北國賓飯店的外牆磁磚,就是他燒的。」這樣的成長背景,讓楊思枏從小就有創業的想法與志向。

亞馬遜上的一塊手機殼,讓輝能遇上賓士

憑著在臻鼎研發軟性電路板的經驗,讓楊思枏不禁思考,如果可以把電池做成凹折的樣式,即有可能成為新的市場破口。在產業歷練和對創業滿腹熱情的背景下,輝能科技在2006年於桃園正式成立,第一款展露頭角的關鍵產品是當時HTC One max的手機殼。

輝能科技
輝能的固態電池芯,可以隨意彎折。

HTC One max是一款大螢幕、配有指紋辨識器的旗艦手機,當時輝能將內部所研發的固態鋰陶瓷電池,放進HTC One Max的保護殼中,如此一來,手機就可以在不需外接行動電源的情況下,多出1.5倍的使用時間,幾乎可以兩天不充電。

雖然當時HTC One max僅在全球賣出3~4萬台,不過楊思枏回憶,幾乎所有買這支手機的人都會加購售價25美元的手機殼。令楊思枏驕傲的是,這款產品的安全性非常高,「不只可以隨意彎折,甚至拿尖銳物品刺它,都不曾發生任何意外。」

這塊隱身在手機殼內、可以凹折又安全的固態電池,吸引了兩家歐洲車廠的注意,其中就包括賓士(Mercedes-Benz)。楊思枏回憶,「車廠員工在亞馬遜上買到這款手機殼,回去做逆向工程(藉由分析及研究,得出某產品的處理流程、組織結構),某天就親自來公司拜訪我們。」

賓士(Mercedes-Benz)
賓士員工在亞馬遜上買到輝能所做的充電手機殼,回去做逆向工程開發。

當時,車廠員工在簡報中分析了輝能的電池構造,安全性測試也達到夢幻等級,而一般電池的等級通常只到可接受、具挑戰性,「當時車廠在做電動車研發,其實我們也不知道,原來我們的電池可以用在電動車上。」

不過,電池裝在手機跟裝在汽車上,對於安全性的要求完全不同,電動車的電池必須要夠穩定,才能確保駕駛、乘客的安全。其中一大關鍵是電池的「內阻」必須降低,(指是電池在運作時,電流流過電池內部所受到的阻力),阻力越小安全性才高。

輝能從2016年開始,陸續向包含賓士在內的歐洲車廠送樣做研發,過程中也收到許多建議,才能改善電池設計與配方。輝能發言人許容禎說,研發團隊將正極電解質的10%,做成膠狀的狀態,成功解決了內阻過高問題。

輝能科技
輝能將電池正極電解質的10%,做成膠狀的狀態,成功解決了內阻過高問題。

過去6年,歷經無數次的送樣、測試,終於滿足車廠對於電池能量密度、安全、快充速度以及成本的要求。

固態電池成本高,難以完全取代液態電池

事實上,全球有許多國際新創、車廠,都早已投入固態電池研發,為何獨有輝能能取得如此成績?

楊思枏解釋,關鍵在於輝能是從源頭的材料,一路到設備、製造都自己掌控的公司,「這種整合的能力是優於其他公司的,因此許多困難處會知道如何跨過」。此外,輝能這幾年也取得了多達500項氧化物固態電池專利技術,都是超越同業的優勢。

2021年10月,輝能獲得的3.26億美元融資,背後由丹豐資本、春華資本、軟銀中國資本共同投資,就是看準輝能在固態鋰電池的潛力。

輝能科技
今年初,賓士宣布跟輝能簽署技術合作協定,一起開發新電池技術,預計在未來幾年內,就會推出配有此固態電池的賓士電動測試車。

緊接著在今年初,賓士宣布跟輝能簽署技術合作協定,一起開發新電池技術,預計在未來幾年內,就會推出配有此固態電池的賓士電動測試車;同時,也跟電動機車大廠Gogoro合作,打造全球首個應用於換電式電動機車固態電池原型。

不過楊思枏也點出,「固態電池的成本,是發展上最主要的問題」。他認為,隨著固態電池技術的成熟,一般的鋰電池市場確實會被擠壓,但不可能完全取代,未來比較有可能的模式會是高階車款採用固態電池,一般平價電動車還是會繼續使用液態電池。

歐美陸續擴廠,飛機、腳踏車都是未來商機

對輝能來說,2022是加速海外布局,以及生產規模的關鍵年,輝能在桃園觀音科學園區,打造了二GWh(十億瓦時)的新廠,預計明年就能正式量產,服務歐洲、東南亞電動車的需求。接下來預計2023到2025年間,會在亞洲、歐洲及美國陸續完成擴廠。

輝能科技
輝能預計2023~2025年間,會在亞洲、歐洲及美國陸續完成擴廠。

楊思枏分析,電動車是未來電池市場中餅最大的一塊,預估全球電動車市場規模將達到6兆美元,市場非常龐大。除了電動車,輝能也看好電動腳踏車、機車,甚至電動飛機等未來市場。

楊思枏的創業夢已經逐步實現,過去20年,台灣在電池市場或許沒有角色與地位,不過楊思枏認為,台灣產業「打群架」能力非常強,現在電動車已經由鴻海領軍,組成MIH聯盟,「電池產業如果可以整合,做出一個供應鏈的概念,台灣是非常有機會的。」

責任編輯:錢玉紘

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