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輝能科技公開全球首座Giga級鋰陶瓷電池超級工廠產線影片 深入了解革命性鋰陶瓷電池製程及專利技術

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June 20, 2024

全球首家實現量產鋰陶瓷電池,並擁有全球次世代電池前沿技術的輝能科技,公開位於桃園觀音首座Giga級鋰陶瓷電池超級工廠產線影片,展現輝能最先進的電池製程與獨家專利技術。今年一月,輝能成功從實驗室走入量產線,並於桃園啟用全球首座Giga級鋰陶瓷電池工廠,證明鋰陶瓷電池的大規模生產可行性,預計於2024年從桃科新廠出貨C Sample給全球車廠客戶。

輝能科技顛覆30多年鋰電池產業技術,跨越既有框架限制,使用「陶瓷隔層」取代舊有高分子隔離膜構造。輝能創新電池架構就如同「三明治」一般,由上、下兩片基板,夾著中間的正負極與陶瓷隔層,兩側則是輝能獨家技術「LogithiumTM」所組成。創新架構下可兼容不同的化學系統,搭配專利材料提高電池能量密度,同時達成5分鐘快充將電力從5%充到60%,再行駛約300-400公里的能力、且快充下仍能保有長壽命,是魚與熊掌兼得的全新宇宙。更重要的是,此結構可簡化製程、提高生產效率、加快產速、加大產量、提升良率,具高度量產製造能力,進而降低製造成本,突破市場長期對次世代電池「難量產」、「成本高」的既定印象。

Simple is best. 簡單最不簡單 17道核心製程精簡至13
輝能的創新電池架構與獨家製程技術,使鋰陶瓷電池核心的製程工序,由傳統電池的十七道縮減為十三道,尤其省去傳統電池最耗時的後段組裝工序,輝能使用疊片包裝機精簡後段組裝工序,不需置入隔膜、不需注液、不需真空含浸,不需排氣製程,一機到底的自動化生產線為市場打造具商業競爭力的次世代電池。

產速更快、產量更高 跨全線的多重關鍵獨家製程技術提升製造效率
在極層製作工序部份,由於輝能鋰陶瓷電池使用「固態陶瓷隔層」,與傳統電池使用「隔離膜」不同,比起傳統電池僅能一次處理一片,輝能獨家塗佈製程能捲對捲高效連續塗佈並自動換捲;直接將陶瓷隔層塗佈於負極上的特殊製程設計,可免去額外單獨置入隔離膜的製程,相較於輝能第一代製備技術,現行機台幅寬為上一代的2.6倍、作業長度提升為2.1倍,產能大幅提升,生產線速度較上一代大幅提升4倍以上,是現有傳統電池製程無法克服的技術限制,再搭配輝能與廠商共同開發、專為鋰陶瓷電池打造的特殊烘箱,專有設計能讓極層快速乾燥,使輝能生產次世代電池效率提升。

完成極層製作之後,下一個步驟也是輝能的獨家製程「熱流脫附」,直接在捲材出料、收料的過程中進行攝氏200度的高溫快速除水動作,全程僅需8分鐘即可完成,相較液態電池「抽真空烘烤」去水,需耗時8小時,效率更加提升。

去水後,就是輝能跨時代獨家關鍵技術:「Inlay極層貼合」,可將正極和負極極層精準對貼並一次高效熱壓貼合12片,同時藉由高溫高壓降低介面電阻,提升電性表現,相較傳統電池因材料限制無法耐受高溫,僅能一次貼合一片,使得次世代鋰陶瓷電池相較傳統電池製程,產速更快、產量更高。

跨越最難「多片良率」挑戰 全球唯一一台「LogithiumTM」印刷機
良率是次世代電池規模量產前的最後一哩路。從單片良率達成走到多片良率達成有可能需要幾年的時間,完全不是想像中只是將單片極層重複堆疊那樣的簡單。輝能目前已有超過800項專利技術,其中有數百項技術與產品良率相關,範圍涵蓋電芯結構到製程設計。這之中提升產品良率的最最關鍵技術,就在全球唯一一台「LogithiumTM」印刷機,輝能全球獨家專利「LogithiumTM」結構可精準對位與貼合,大幅提升製造過程中對位精確度,又能達到阻隔水氣與防止短路的功能,已於試產線上達到單片inlay 99.9%良率、多片inlay 94% 的良率;其他「覆膜機」、「柔印機」等傳統液態電池中沒有的獨家製程和4000多項品質控制點、自動檢測儀器等,都是造就輝能製造高良率和產品高品質的重點。「覆膜機」製程是藉由特殊耐熱的熱膜包覆增加基板的挺性、保護基板,讓基材更強壯、耐熱,甚至更薄,使得電芯能量密度更高,且耐熱的熱塑膜可於後段製程回收再利用,進而降低成本。「柔印機」製程則是在基板上列印定位點戳記,滿足鋰陶瓷電池中要求的精準對位與貼合,提高良率,並透過後續輾壓機高壓高溫的滾壓,讓極層更為緻密,提高離子與電子導通度,提高能量密度。

輝能領先業界採用100%全矽負極 提出「P-C-R次世代鋰陶瓷電池」解決方案
輝能科技的新電池架構不僅建立了高安全性的次世代電池,未來將可採用更先進的正負極材料、提升續航里程,如:輝能領先業界採用100%全矽負極,並使用專利矽複合材料(SCM),擁有超高利用率與低成本兩大優勢,搭配陶瓷隔層不短路的高安全性,體積能量密度可達 700-900Wh/L;若使用超薄鋰金屬或無負極設計,體積能量密度可達900到1,100 Wh/L之間,並實現最大程度的資源循環與成本下降,完美兼顧「Performance性能」、「Cost成本」與「Resource Circulation資源循環」的次世代鋰陶瓷電池解決方案,能解決產業痛點,並應用於更多不同的產業與產品之中。

輝能科技創辦人暨集團主席楊思枬表示:「A new era has begun.輝能的鋰陶瓷電池和次世代電池技術正引領電池產業進入全新的篇章,開創電池產業的下一個30年。我們的革新電池架構與傳統的鋰離子電池完全不同,在提高能量密度的同時,仍保有快充能力,甚至同步進化,實現5分鐘快充,且在快充狀態下連續800次深度循環後,電池仍有80%的電量,為消費者帶來更大的價值。輝能桃科廠的量產示範線是我們率先量產的實證,也是輝能持續擴展的原型。我們將繼續實現產品及製造技術迭代,並致力推動各個產業實現更永續高效的能源轉型,透過技術實力,繼續讓世界看見台灣!」

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關於輝能
成立於 2006 年,輝能科技是一家專注於次世代鋰陶瓷電池研發及製造的能源創新公司,專為電動車、消費市場及工業應用提供次世代鋰陶瓷電池解決方案。其獨家技術涵蓋超過800件全球專利(含申請中及已獲證)。輝能科技已提供近8千顆由全自動試產線生產之鋰陶瓷電池樣品,供全球車廠測試及開發模組。輝能科技首條坐落於台灣桃園的十億瓦時等級超級工廠(Giga Factory)量產示範線於2024年開始供應車廠,將有助於加速全球主要市場之產能擴張。
2024年5月,輝能科技公開首座海外研發中心落址巴黎-薩克雷,為歐洲市場量身定制解決方案。而輝能於海外首座超級工廠的專案亦順利進行,法國敦克爾克廠預計於2026年底或2027年初竣工。

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