• 核心技術突破40年電池瓶頸

堅實技術優勢

堅實技術優勢

20+

研發經驗

1100

專利

300+

工程師

堅實技術優勢

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工程師

輝能次世代鋰陶瓷電池系統

輝能第三代鋰陶瓷電池系統

輝能第四代鋰陶瓷電池系統

輝能第四代鋰陶瓷電池系統

5大核心技術

Logithium ®   獨家極層結構技術

Logithium ®

獨家極層結構技術

Outstanding stability and great development potential.

Logithium ® 為輝能獨家內極層結構技術,採用矽膠濕膜塗佈框膠,具備熱固性特質,在高低溫下皆能保持結構穩定性與優越機械強度,除了加固電芯結構也可作為額外隔離層,擁有阻水與增強極層黏著度之功用,達到防止結構崩壞與邊緣短路雙重防護效果。同時也可減少乾燥室使用面積,進而降低製造成本,是奠定所有技術發展的基石。

Bi-Cell

由 Logithium® 衍生出的 Double Side 厚膜技術,以提升活性材料的塗佈厚度將兩個 Single Cell 結合成 Bi-cell 架構,藉此減少極片堆疊層數、降低整體材料的體積與重量,同時有效地提升電池容量、進而使重量與體積能量密度有顯著的提升,並且可減少隔層與導電等輔助材料用量,進一步優化材料成本結構。

BiPolar+ & MAB

透過 Logithium ® 封裝技術衍伸出的BiPolar+ 獨家堆疊技術,可使極片直接進行串並聯堆疊、大幅減少電芯數量與外部串並聯堆疊所需之空間與材料,從而有效地提升電壓及提高成組效率。透過多個BiPolar+疊加可形成MAB (Multi-Axis BiPolar+)技術。

Logithium® & BiPolar+ 專利

Logithium® 是奠定所有輝能次世代電池技術與量產的平台結構,並為我們目前量產與技術發展的基礎,此平台技術可增強阻水效果與防止電芯邊緣短路。基於此技術所開發出的固態電池特有框膠隔層架構,自輝能電池芯問世以來,即為核心技術之一,並發展出捲式(Roll to Roll)可高速生產的製造工藝。在現今固態電池的主流生產方式中,皆可窺見被 Logithium® 影響的軌跡。

Logithium® 最早於2010年即在台灣與歐盟和美國提出技術專利申請,從而衍生出 286 種專利技術,如BiPolar+(2017年於台灣申請;2018年於歐盟與美國申請)、MAB (Multi-Axis BiPolar+) 與Bi-Cell 技術皆源生於此,MAB更於2019年獲得美國創新大獎Edison Award金獎。從專利地圖分析來看,已被業界視為技術典範。

100% 陶瓷隔層  本質安全結構與高結構穩定性

100% 陶瓷隔層

本質安全結構與高結構穩定性

Solving conductivity and brittle issues of oxide electrolyte.

全陶瓷隔層採用不可燃無機氧化物作為材料,具備本質安全與結構堅韌性,作為我們長期技術發展的重要結構,支撐所有技術在發揮最大性能下也能保有穩固的安全性,並已於2012年取得專利。

Components of LCB technology

結構堅韌性

全陶瓷隔層具備極高機械結構穩定性與不可壓縮性,不僅不會受到活性材料充放電過程中膨脹收縮的內部應力影響,也可有效抵抗外部物理性衝擊,避免電池結構損害,有效阻斷短路或熱失控的發生,大幅提升電池在受外力與長期運作下的耐久性,為各種應用場景提供最高等級的安全防護。

極高熱穩定性

全陶瓷隔層具備極高熱穩定性,分解溫度高於1000°C仍能保持結構完整性,並在300°C時也仍擁有電子絕緣效果,顯現其材料的本質安全性,適用於嚴苛溫度環境下的各類應用,大幅降低熱失控風險。

此外,相較於傳統材料,全陶瓷隔層擁有3倍熱傳導效率,提高電池內部散熱效率,有效加速熱量傳導與釋放,即使在高功率輸出下也能維持內部熱穩定,強化電池充放電應用時的安全與壽命表現。

克服捲式生產挑戰,達到高速量產

承襲輝能一貫的研發精神 : 可量產性 (Producible),如何為具有堅硬結構特質的陶瓷材料,開發出可以捲式生產的工藝,是輝能值得自豪的獨家製程技術。

自2013年開始的Sample Making Line,陶瓷隔層就以塗布的方式製備,相較於燒結的方式,量產和產能增加的可行性,有顯著的差異。2017年輝能完成全捲式工程中試線,陶瓷隔層即可以超過每分鐘12米 (12M/min)的方式塗布。2024年啟用的GWh-level 生產線,將此陶瓷隔層的塗布速度提升到30M/min,並可用雙層塗佈的方式,在塗布極層漿料的同時,一起塗布陶瓷隔層,進一步提高生產效率。預計2026年可以提升生產速度到55M/min。

超流體化全無機固態電解質  ASM合成的本質安全材料

超流體化全無機固態電解質

ASM合成的本質安全材料

Active safety mechanism going beyond intrinsic safety.

超流體化全無機固態電解質為次世代鋰陶瓷電池的最終世代,涵蓋全方位安全性、高能量密度、快充能力、長循環壽命、低溫穩定性能,以及高價值回收率與效益成本商業性。

多重安全防護:

• 本質安全

超流體化全無機固態電解質的材料本身不可燃,在高溫高壓下也不會產生可燃有毒氣體, 並能預防電池結構崩解及在高溫下產生易燃材料 ,為真正具備本質安全性的材料。

另一技術路線硫化物固態電解質,在高溫氧化環境下會釋放出高度易燃氣體硫蒸氣,產生自燃現象,而受到外力破壞導致崩壞時,使穩定的基本態鋰離子轉為激發態自由基鋰金屬,成為高溫下易燃材料,為非本質安全性材料。

• 主動安全

超流體化全無機固態電解質本身也是一個主動安全機制,由 ASM 成分組成,遇到高溫高壓下時會自動分解為ASM成分,自主穩定正極晶體,避免其高溫崩壞產生氧及熱,並在負極將其從激發態變為基本態,有效阻斷熱失控發生,具備主動安全特性。

高離子導通率 & 良好介面接觸性

輝能超流體化全無機固態電解質,經第三方SGS認證室溫25°C離子導電率達全球最高57 mS/cm,為現有液態有機電解質及硫化物固態電解質的5-6倍。且即使在-20°C的低溫條件下,也比固態硫化物電解質及液態電解質在室溫下的離子導電率高,保有2-3倍的傳導優勢,維持90-95%放電效率,遠優於傳統電池在低溫下常見的50-60%效能衰退,顯性超流體化全無機固態電解質技術可突破此瓶頸,大幅提升極端氣候下的性能可靠度與穩定性。

高導電率的超流體化全無機固態電解質,搭配輝能三大技術之一的100%陶瓷隔層,解決了使用100%複合矽負極可能有的膨脹問題,無須額外加壓即成功提升了電解質與活性材料的介面接觸,確保材料間的均勻穩定反應, 遠勝於需要巨大壓力係數 (100 ATM)加壓才能正常運作的硫化物固態電池。

成本優勢

超流體化全無機固態電解質的技術開發,秉持量產可行性為核心,選用無稀有元素、材料合成相對簡單的路線。現階段於輝能實驗室的材料合成成本,已接近現行液態電解質水準。隨著穩定規模化生產推進,成本預計可再下降至與液態電解質相當。未來若結合與大型化工廠策略合作與運用規模議價優勢,將有望進一步優化整體成本結構,強化商業競爭力。

我們觀察到市場上較為常見的固態電解質,不論是含有稀有元素【鑭】的LLZO,或者是含稀有元素【鍺】的LGPS,都無法透過規模化而有效下降成本,即使LATP有較為顯著的成本下降,也無法達到和液態電解液成本接近的水準。

輝能的超流體化全無機固態電解質,其本質不可燃也不會產生可燃物質,因此在生產過程當中無須全程乾燥室的環境,據中國知名券商研究報告顯示,硫化物固態電池生產線所需要乾燥室Dew Point的要求是輝能第四代電池生產線的2倍 (-80度C vs. -40度C),而乾燥室空間是輝能第四代電池生產線的8-12倍。再者,輝能第四代電池的後段生產,也不需要在疊片的時候給予100MPa的外部壓力,以上的優勢大幅降低輝能第四代電池製造的CAPEX和OPEX。而製程簡單化,更確保了可製造性(Producible)和未來規模化量產的經濟性。

100% 複合矽負極  兼顧高性能與低成本的完美平衡

100% 複合矽負極

兼顧高性能與低成本的完美平衡

Higher assembly efficiency, longer range.

全複合矽負極,可同時兼具高能量密度、極快充性能、輕量化設計與低成本四大優勢,透過我們獨家電芯結構技術,可完全改善其材料本質易膨脹特性,最大化採用材料能量利用率。

高能量密度與成本效益

全複合矽材料負極可實現 1,800–2,300 mAh/g 的高活化利用率,約為傳統石墨負極(約 360 mAh/g)的6倍,且厚度僅為石墨的 1/5。在提供高能量密度380-400Wh/kg, 900-940Wh/L的同時,亦可顯著降低單位能量成本,約為石墨負極的 2/3(USD/kWh )。

此成本優勢,對比鋰金屬居高不下的單價,在次世代電池的行列中,更凸顯了輝能第四代電池的可量產性。

無負極系統  超薄鋰金屬

無負極系統

超薄鋰金屬

Higher assembly efficiency, longer range.

奠基於超流體化全無機固態電解質的本質安全和主動安全,輝能第四代超流體化全無機固態鋰電池技術已可支持無負極架構,超薄鋰金屬片經由pattern coating技術加工後,能量密度可達430-470 Wh/kg, 1000-1100Wh/L,並實現捲對捲快速量產,成本降低至與石墨負極相當。

儘管鋰金屬具備極高能量密度優勢,但其材料本質仍面臨不穩定性與鋰枝晶生長風險,易刺穿隔膜並與正極材料發生反應,引發熱失控,為目前鋰金屬應用難以在安全與穩定性上取得平衡的最大挑戰。輝能以自研超流體化全無機固態電解質與全陶瓷隔層架構,有效抑制鋰枝晶穿透,充分釋放鋰金屬材料潛力,真正實現安全高效應用。

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