固態電池發展動態｜Ion Storage Systems以陶瓷電解質解決鋰電池量產難題

2025年6月23日(優分析產業數據中心)-

固態電池（solid-state batteries）一直被視為下一代電池技術的聖杯，因其具備更高的能量密度、更快的充電速度，以及更低的起火風險。然而，儘管全球已有無數新創與車廠投入研發，真正商業化的產品至今仍屈指可數，原因在於這項技術存在不少物理與製造上的瓶頸。傳統固態電池在充放電過程中會出現「呼吸效應」，也就是電池材料的膨脹與收縮，這會導致結構破裂，無法長期使用。為了抑制這種膨脹，有些設計甚至必須加入彈簧或金屬板，導致重量增加、體積變大，反而削弱了原本應有的能量密度優勢。此外，固態電池的製程與目前主流鋰電池差異甚大，不僅增加成本，也阻礙其導入現有工廠量產。

但來自美國馬里蘭州貝爾茨維爾的初創公司Ion Storage Systems似乎找到了解法。該公司由馬里蘭大學材料科學家Eric Wachsman與其博士生Greg Hitz創立，靈感來自氫燃料電池技術，透過引入多孔陶瓷結構作為固態電解質，解決了電池在充放電時的體積變化問題。這種陶瓷材料既堅固又具備微孔，可以緩衝鋰離子的運動壓力，因此Ion的電池得以使用與傳統鋰電池相同的鋁箔包裝，不需額外結構支撐，大幅簡化設計與製造流程。

更重要的是，這項關鍵陶瓷層雖需在無塵環境中製造，類似晶片工廠，但整體電池組裝流程可沿用現有產線，無需動輒數十億美元建造Gigafactory。這一點也吸引了前通用汽車主管Jorge Schneider加入擔任執行長，他表示Ion的技術具備顛覆潛力，但不需高額資本投入。

Ion目前已進入小規模生產階段，並向潛在客戶如美國國防部與多家未具名的消費電子公司出貨測試樣品，公司也因實際出貨與規模化潛力，獲得ARPA-E 2,000萬美元資金挹注。

儘管市場仍充滿懷疑，許多創業公司過去十年間黯然退場，投資熱度也跌至近年低點，但Ion的技術進展讓包括Toyota Ventures與美國能源部等機構看好其未來發展。

若能順利擴大生產並與大型電池製造商如LG、Panasonic或Samsung合作，Ion不僅可讓手機與耳機續航大幅提升，還有機會推動電動車、長程貨運、甚至飛機與穿戴裝置的電氣化發展。Ion目前選擇不與中國業者合作，專注與美國盟友國的企業洽談合作，也反映了美國在戰略性能源技術領域的自主化布局。