大家都知道,電動車的核心技術是「三電」 - 電池、電控、與電機(馬達)。其中除電控的核心主軸是IGBT(絕緣閘雙極電晶體)的設計封裝測試技術之外,電池與馬達這兩部份對於製造所需之關鍵原料倚賴甚深;也就是說,欲搶奪未來電動車市場大餅,必先掌握關鍵原料的穩定貨源。現在我們來看看有哪些關注重點⋯
- 電池:目前電池正級材料的兩大主流是三元鋰與磷酸鐵鋰。其關鍵材料為鋰、鈷、鎳。其中鋰的取得尚稱穩定,但鈷屬貴重金屬,且產地大都來自於非洲的剛果民主共和國,其政治軍事情勢長期處在不穩定狀態。鎳的產地也偏在一國 - 印尼,顯然也是另一個不穩定的貨源。
- 馬達:目前電動車馬達以交流馬達的永磁同步馬達為主流,其相對於不同步感應式馬達的特點在於省電及輸出效率高(成本也相對高一些),且其體積與重量較小,很適合電動車性能的提升。永磁馬達其中的永久磁鐵,其原料主要是稀土金屬的釹、鐠、鏑等等,產地幾全來自於大陸。因稀土挖掘提煉過程的副產物有害環境,所以歐美大都停止開發,造就了大陸目前掌握九成的稀土產能現況,這也就是所謂的稀土大戰之起因。
因為這些原料未來供應狀況令人憂心,除了爭搶供應鏈的直接做法以外,更因此而激盪出更多新的研發成果,以其他易取得的原料來製作成品⋯
- 鈉離子電池。即使鋰的供應短期內尚無虞,但已有廠家開始研究用更便宜更易取得的鈉來取代鋰。
- 磷酸鐵鋰電池強化能量密度版。磷酸鐵鋰較三元鋰的優勢除了不需要鈷以外,使用壽命、安全性、與成本都較好,但是其能量密度較低。強化版的技術核心就是運用CTP ( Cell To Pack )的組裝技術,將電池跳過模組化,直接封包,以減重並因而提升能量密度。此外大陸一家礦業公司在去年直接買下了剛果最大的鈷礦生產公司,對大陸各大電池工廠展開供貨。
- 全固態電池。歐美的鋰離子電池技術現已明顯落於中日韓之後,其中美國多家新創公司正企圖 “彎道超車”,直接研發全固態電池;鎳、鈷等添加物的用量,是否因此而有可能調降,值得拭目以待。
- 鎳的主產地在印尼、俄國、與大陸。像Hyundai就乾脆與LG合組公司,直接在印尼設電池工廠,預計2024年可望量產。此外鎳的用量在三元鋰電池當中非常高,這也是目前另一股主推性能較差但原料無虞的磷酸鐵鋰電池浪潮的主因。
- 美國為解決稀土大戰受制於大陸之困境,於前年即決定重啟稀土礦藏開採工作,並同時分別與澳洲及愛爾蘭合作,進行稀土、鎳、鈷之開採;另一方面,歐盟在去年聯合各國政府、研發單位、與電池廠商,成立了歐洲原物料聯盟(ERMA),並開始接觸加拿大與非洲國家,進行稀土礦藏的開採合作。歐盟動作之所以如此緊急,是因一來落後中美對礦藏掌握的程度,二來已預測到2050年,其對鋰的需求將增加60倍,鈷的需求增加15倍,稀土的需求增加10倍。