電池飛速的發展是近二十年的事。九○年代,鎳氫電池取代鎳鎘電池,成為各項手提電子產品的供電裝置,九七年,豐田汽車也在新推出的油電混合引擎汽車Prius中,採用鎳氫電池。
這步跨得不小,因手提電子產品所需的鎳氫電池,跟汽車用鎳氫電池很不一樣。消費電子產品用的鎳氫電池,放電速度緩慢,壽命也只有幾年。混合引擎車所需的鎳氫電池,壽命需求至少八至十年,發動汽車所需的瞬間放電量也更大。
此外,鋰離子電池也很受歡迎。鋰金屬的質量輕,相同重量的電池,鋰離子電池含電量就高,因此市佔率高達七成。但用什麼樣的金屬做正、負極,來接收鋰離子的材料結構設計,會影響鋰離子電池的含電量、壽命、成本與安全。
坊間手提電腦最常用的是氧化鈷做正極的鋰電池,美國矽谷Tesla車廠最近推出的Roadster限量電動跑車,也用這種電池,完全無污染,每小時可跑二五○公里。但這種電池成本高、易燃,專家多認為不適用於油電混合引擎車。
二○○二年,麻省理工學院材料科學教授蔣業明(Yet-Ming Chiang,譯名),研究出用鋁、鈮、鋯等三種金屬做正極的鋰電池,業界為之驚豔。○四年,蔣業明進一步推出使用只有一百奈米磷酸離子電極表面處理的鋰離子電池,大大改善了電池的儲電量、及瞬間放電量。然而,蔣業明使用的磷酸離子奈米處理技術,涉嫌侵犯加拿大另家公司專利,目前兩家公司正進行專利訴訟中。
二○○七年,賓士汽車宣布採用另種用氧化鎳鈷鋁做電極的鋰電池,來生產二○○九年將上市的油電混合引擎轎車。
汽車電池市場大成長
未來,各家汽車廠會採用哪種鋰電池還難說,豐田跟松下電器合作的電池就拒絕透露將採哪種合金。通用汽車新款Chevy Volt的混合引擎,目前將採蔣業明所屬A123 Systems公司的鋰電池,據稱這種電池可隨時保持三至八成的含電量,並將於二○一○年開始大量生產。
專家估計,汽車電池市場正快速成長,特別是不同合金處理的鋰離子電池。二○一五年,全球油電混合引擎所需的電池市場,將成長三倍至二十三億美元。其中,二○○九年將大量上市的鋰離子汽車電池,將搶下市佔率的一半。
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