台塑新智能科技協理洪平松:自產鋰電池助攻儲能應用

作者: 吳心予
2023 年 05 月 25 日

全球各產業目前都以減碳、發展ESG為目標,同時台灣政府對於淨零碳排、禁售燃油車的藍圖立下明確目標,汽車電氣化與儲能系統的建置刻不容緩。在電動車與儲能應用的雙重推力下,鋰電池技術成為業界矚目的技術與商機。台塑新智能科技協理洪平松指出,台塑對於鋰電池應用的部署早在十年前就已經啟動,當時台塑自行生產電池材料與電池模組,並向外採購電芯,建議企業內部的工廠不斷電系統(UPS),採用鋰電池來取代鉛酸電池。現階段台塑新智能搭上儲能與商用車鋰電池需求爆發的浪潮,在彰濱工業區建立自家鋰電池電芯工廠,成功發展自主生產電芯、模組、電池管理系統(BMS)的完整供應鏈。

台塑新智能科技協理洪平松

台塑新智能的電池產品瞄準工廠UPS、大型儲能系統、家用儲能、電動巴士與電動物流車五大市場,透過彰濱電芯廠建置中的第一條2.1GWh 電芯產線,實現減少產線換線時間與規模化的生產策略。洪平松說明,此產線生產尺寸為40100140、容量67Ah的鋰電池規格,可應用於上述五大應用中多數的場景且表現良好。其中,部分電子廠的UPS需要更高功率的電源輸出,電芯廠便透過改變電池正極材料中的導電碳及鋰鐵的比例,將導電碳的比例提升、降低鋰鐵的比例。藉此電芯廠的產線便能在不需要換線的前提下,同時生產容量為50Ah且功率較高的產品。

鋰電池回收布局永續目標

在儲能與電動車應用蓬勃發展之際,顧及減碳與永續發展的目標,未來市場上鋰電池的回收需求將大幅成長。洪平松提及,興建電芯廠的同時,也將鋰電池的回收需求考慮在內,因此正在評估於電芯廠附近建立電池回收工廠,可以回收電池生產過程中的不良品,以及壽命結束的電池。現階段台塑新智能的電池回收技術已經研發完成,有能力回收鋰鐵與鋰三元電池。

鋰電池回收的流程是先將電芯絞碎成粉末狀,再透過熱處理,將無法重複使用的電解液與隔離膜等燒掉,留下鋁、銅等金屬材料,最後藉由多次的磁力、比重篩選等程序分離金屬材料,形成已分離的銅、鋁以及黑團。最後鋰鐵電池的回收透過酸液的化學流程溶出鋰、鐵,鋰三元電池則分離出鎳、鈷、錳,回收廠會將這些材料販售給材料供應商,這些材料將能回到電芯材料的供應鏈中,達到永續循環的目標。

儲能案場規畫安全第一

在台塑新智能瞄準的五大應用領域中,目前已經在彰化及永康設有大型儲能案場,大型儲能系統的建置必須克服複雜的技術與安全性挑戰。洪平松指出,大型儲能系統是依序將電芯組成模組、系統,最後與台電的電網連接,並且系統與電網之間需要經過交流/直流電,以及升壓的轉換,使用大量的元件。由於使用大量元件,電芯、模組與系統皆已通過認證,能夠基本確認系統的安全性。認證中便要求儲能系統中設置氣體感應器,當系統中的一氧化碳或二氧化碳濃度超標,就表示電芯已經起火。台塑新智能也在系統中額外安裝有機氣體揮發偵測器,監測電解液洩漏時揮發出的氣體,有助於在電芯起火前就發現異常情況,預先斷電並替換異常的電芯。

除了通過安全性認證,台塑新智能在設計儲能貨櫃時,比起追求能量密度,更重視系統的安全性,因此貨櫃的能量密度從較低的1.2MW切入,逐步增加到2MW,預期2025年可以增加到3MW。逐步提升儲能貨櫃能量密度的作法,是在安全優先的考量下,確保貨櫃中的電芯之間保留適當的距離,即便單一電芯異常,也能避免相鄰的電芯受影響,有效控制損害範圍。儲能系統的安全性透過多重的偵測器與設計策略,希望嚴密把關各種意外狀況。洪平松認為,目前市場在再生能源發展的初期,甫導入儲能系統,因此需要盡可能確保儲能系統安全無虞,才會增加市場對於儲能系統建置的信心。

台塑新智能在鋰電池的布局從自建電芯廠切入,計畫以規模化的生產供應儲能與電動載具的應用需求。除了規畫在地化的電芯產線,台塑新智能並將未來鋰電池的回收需求納入考量,讓鋰電池的生產與材料回收,形成可循環的資源應用。此外,大型儲能案場的建置,也有利於推動再生能源應用,為產業永續發展的目標奠定良好基礎。

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