雙強聯手致力推動EV電池技術革新

作者 : Maurizio Di Paolo Emilio,EE Times歐洲特派記者

Panasonic從1994年就開始生產鋰離子電池,並與Tesla合作投入Model S的車用電池開發;「現在我們已經有第四代,在容量、安全性與低成本方面都有所改善。」

日本大廠松下(Panasonic)在今年的國際消費性電子展(CES 2021)強調了該公司與電動車大廠特斯拉(Tesla)之間的緊密合作關係,雙方正致力於車用電池的性能提升以及生產成本的降低。Panasonic能源技術暨製造部門負責人Shawn Watanabe,以及Panasonic北美公司能源部門電池技術副總裁Celina Mikolajczak指出多個關鍵元素,例如廢料回收再利用、能源效率以及自動化的重要性。

Panasonic從1994年就開始生產鋰離子電池,並與Tesla合作投入Model S的車用電池開發;Mikolajczak表示,「現在我們已經有第四代,在容量、安全性與低成本方面都有所改善。」Tesla的行動迅速,Panasonic的大舉投資也增加了製造產能,可滿足整個車輛產業需求,不只是Tesla。相關資金也會用於改善生產技術,以確保電池容量的提升。

Watanabe表示:「以任何人的標準,我們持續改善Model S電池芯以及開發Model 3的速度都相當快;」他強調,持續進步與技術研發一直是不可或缺。

自動化生產

如Panasonic的兩位講者所言,製造電池的業務就像是指揮交響曲,眾多公司內的不同組織必須提供所有的技能;「如果我們要跟上Tesla以及電動車產業的腳步,眼光就得放遠,不只是幾公斤的原料而是幾公噸、上百公噸…這對供應鏈以及物流都是大事,得經歷複雜的程序才能實現。」

他們表示,因為生產進程非常快,「如果你犯了錯,就得快速找到問題所在;風險非常高,若你認為製造流程有問題,一刻都不能浪費,得在很短的時間內做決定。」Mikolajczak再次強調快速解決問題的重要性,因為電池芯生產線一天的產量就高達數百萬,才能供應客戶所需,如果生產停頓,不僅會對Tesla造成問題,也會讓整個電動車產業出問題。

自動化是一個能減輕安全性問題也能解決生產製程問題的方案;Watanabe表示,Panasonic生產線的自動化程度很高,除了為設備加裝感測器,也盡可能嘗試最佳化品質控制。

減少電池生產廢料

此外Panasonic也嘗試將生產廢料減至最少,因為有大量的廢料意味著所生產的原料品質不良。但是任何製造流程都會產生一定程度的廢料,為此該公司表示已經投資了Redwood Materials這家公司,能將電池生產過程中的廢棄物回收再利用,重新投入製造新電池的生產鏈,減少對原材料的需求。

Watanabe表示:「我們使用大量的銅、鋁材料,它們的價值很高,我們想要回收再利用,因為從原始礦石提煉這些材料非常費工。我們的目標是在電池供應鏈中回收這些材料。」

技術持續演進,我們已經在目前的電動車中看到搭配氧化錳(Manganese Oxide)的鋰電池(LMO,運用於在第一代的Leaf),搭配鎳錳鈷氧化物(Nickel-Manganese-Cobalt Oxide)的鋰電池(NMC,運用於BMW i3),或者是搭配鎳鈷鋁氧化物(Nickel-Cobalt-Aluminum Oxide)的鋰電池(NCA,運用於Tesla電動車)。

正在進行的前瞻研究之一是減少鈷的使用量,由鈷所提供的穩定性將被較低成本的方案取代,包括藉由增加鎳的比例以及透過製程技術,使其在物理特性上能媲美鈷。Panasonic表示,該公司將推出生產成本更低的電池,這種製程上的持續改善催生了鈷比例低於5%的化學配方;Watanabe表示,在幾年內,Panasonic將能在市場上推出高密度、無鈷的電池。

鈷的成本佔據整體電動車成本的三至四成,因此免除鈷的使用將能大幅降低生產成本。Mikolajczak表示:「減少鈷非常困難,會讓生產製程複雜化,但是最終能減輕對環境的衝擊以及降低成本。」

從位於美國內華達州的合資工廠Nevada Gigafactory財報看來,Panasonic與Tesla之間的關係將長長久久,雙方還將一起展開4680電池的生產;該款新電池若上市,將會是車用電池中性 能表現最佳的。該新電池將在2021年首度進軍Model S Plaid車款,接下來還將被應用於Tesla Semi、Cybertruck、Model Y等車款。

電動車已經成為全球降低碳排放量的主要手段;不過在2019年,電動車估計僅佔據全球汽車銷售量的2.6%。藉由與Panasonic的合作,Tesla正嘗試改變這樣的局面。

編譯:Judith Cheng

(參考原文 :CES 2021: Panasonic, Tesla Team to Change the Future of EV Battery,by GMaurizio Di Paolo Emilio )

 

 

 

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