思想坦克》期盼中的固態電池
2023年5月，台灣固態電池公司輝能科技宣布將在2030年前斥資52億歐元到法國投資設廠。因其投資金額大、而且是要生產先進的固態電池，這則新聞在台灣受到廣泛的報導與討論，而輝能的固態電池何時可以量產更是業界關心的焦點。經過一年多的沉寂，輝能於今年2月宣布，其位於法國的工廠已順利取得建築許可、環評許可，預計今年動工興建、2027年開始量產。至於2027是否能順利量產電動車可以用的固態電池，將是業界下一個矚目的目標。
固態電池的能源密度比傳統電池高，不同的電解質各有優缺
隨著間歇性再生能源的增加、電動車的發展，電池的重要性日益增加。傳統的電池如鋰鐵電池，利用液態電解質來傳送離子，技術成熟但能源密度不高，又時有發生失火、爆炸事件，安全疑懼不免影響其應用到儲能電池、電動車。固態電池則用不易燃的固態電解質來傳導離子，大大降低電池失火或爆炸的可能性，這也是固態電池近期受到重視的重要因素。另外固態電池的能源密度比傳統電池高，生命週期也比較長，若用於電動車可望增加哩程。
固態電池因電解質材料的不同，至少可分為四種：聚合物固態電池(Polymer)、氧化物固態電池(Oxide)、硫化物固態電池(Sulfide)、鹵化物固態電池(Halide)。
這些不同的電解質各有優缺點，如聚合物電解質離子傳導能力較差、而且運作環境必須在室溫以上；氧化物電解質不容易量產；硫化物電解質比氧化物電解質有較高的離子傳導率，但是硫化物電解質的製造環境必須很嚴謹，因此墊高了其生產成本；相較於氧化物電解質和硫化物電解質，鹵化物電解質在離子傳導率和材料穩定性上取得某種程度的平衡，但是這個電解質還停留在研究階段。也因為這些不同的固態電解質各有其優缺點，目前沒有一個電解質主導固態電池市場，這也影響到固態電池的技術成熟與量產。
彭博預測：明年才有大的全固態電池試生產
雖然固態電池已經講了一段時間，目前有商品化的全固態電池只有用於電子產品的小型電池。彭博預測要到明年(2026)才有大的全固態電池試生產，2027年才有量產，如輝能自己的生產預測。事實上固態電池的商品化存在著很多挑戰，包括如何優化電解質的傳導率與穩定性、如何取得這些電解質的原物料，目前沒有一個固態電解質被公認是最好的，又為商品化再增加一層門檻。
除了電解質的材料來源和技術問題，全固態電池的大量生產也有其挑戰，同時成本也要比一般電池高。固態電池的生產線有別於傳統電池的生產線，從試生產到量產都需要新的自動化流程，這些流程包括原物料的處理、電極的製造和電芯的組裝等等。也因為固態電池的電解質技術和電池量產存在著種種挑戰，有一些廠商混合使用液態電解質和固態電解質來生產電池，以此來做為從液態電池到固態電池的過渡解決方案，這種電池或可稱為半固態電池。
半固態電池的好處是它的生產線和液態電池相近、不需要做太多的修改，同時它也可以有固態電池增加能量密度的好處，但是它還是沒有解決液態電池可燃性的問題，這些生產半固態電池的廠商大多在中國。
固態電池發展不易，即便量產也無法馬上取代液態電池
固態電池整個產業的發展普遍落後原先的預測與計畫，這也顯示出這個產業的發展不易！將來即便量產後，短時間內也無法取代現有的液態電池，但是它的高能量密度和非燃性，確實是下一代電池迫切需要的。
另外氫燃料電池同樣具備高能量密度和可以快充的性能，固態電池的發展如果不如氫燃料電池，也將影響到其在未來市場的佔有率。華為7月2日發表了一個硫化物固態電池的專利，這個專利宣稱能量密度是傳統電動車電池的2到3倍（400~500Wh/kg），續航力超過3000公里，而且可以在5分鐘內充電到80%。
一些電池專家對華為宣佈的專利效能不以為然，認為這些數據只有在實驗室才可以達到。華為宣佈的專利效能是否可以達到或何時達到、固態電池的未來發展能否有如預期，就讓我們拭目以待！