固態電池技術被視為是「電動車聖杯」,不只續航力更高,能有效改善電動車里程焦慮問題,與現行的鋰離子電池相比,雖然不保證不會起火,但安全性有望更加提升。
然而,固態電池發展現在遇到的最大問題是無法量產,因為需要改變原有製程,成本十分高昂。
新創Natrion則提供了低成本的解決方案:以自主研發的材料「LISIC」作為固態電解質,讓製程與原本鋰離子電池的製程相容,以此降低固態電池的生產成本。目前Natrion已經取得與LG Energy Solution(LGES)等企業的合作,2022年時還獲得了知名企業家Mark Cuban的投資。
究竟LISIC是什麼?Natrion創辦人年僅22歲,他又是怎麼做到的?
固態電池穩定性、能量密度高,高成本製程為量產阻礙
固態電池的概念是透過減少電池中電解質的液態成分,提高電池的穩定性。現行的鋰離子電池超過攝氏60度就容易著火,但LISIC的固態電池的耐熱度可達攝氏250度,且不會自己燃燒。
除了穩定性之外,固態電池能讓相同重量或尺寸的電池的能量密度增加50%,「這表示在電動車內,相同尺寸的電池一次充電就能多行駛50%的公里數。」Natrion的創辦人Alex Kosyakov(首圖右)說。
固態電池的穩定性及高能量密度讓許多團隊都嘗試開發固態電池,儘管大家在實驗室取得成功,但這些技術大多需要改變原有電池製程才能夠生產,高昂的製造成本讓固態電池難以商業化。
「現在許多人口中的固態電池聽起來似乎是一項全新而且了不起的技術,但大家沒有意識到一個現實:客戶願意為這種技術支付多少錢?」Natrion的電池科學家蔡大翔說。除了擁有強大的技術之外,Natrion團隊同時具備良好的商業思維,讓他們能夠在市場上脫穎而出:要讓技術走入市場,才是得以存活的關鍵。
「既然已經有了鋰離子電池,為什麼不直接透過簡單的修改,去達成我們想要的目標呢?這就是我們想要提供的解決方案。」蔡大翔說。
為了達成固態電池的商業化,Natrion以他們研發的LISIC材料作為固態電解質。與其他固態電池不同的是,LISIC能夠在不改變原本鋰離子電池製程的情況下製造,大幅降低生產固態電池的高昂成本。
LISIC如何讓固態電池量產?
究竟什麼是LISIC?
固態電解質可以分為有機高分子電解質的聚合物、無機陶瓷電解質的硫化物與氧化物。其中硫化物導電性高,但是與空氣接觸容易產生有毒氣體,而氧化物安全性佳,卻必須在高達攝氏1200度的環境下才能合成,而且材質較不具彈性;聚合物容易合成、彈性較高,但是導電率卻不佳,三種製作方式各有所長、也有缺點。
「我們的LISIC則是取個方之所長,讓材質保持適當的離子含量跟相當的導電性。」Natrion技術長施柏成(首圖左)說。
LISIC具有彈性的特性讓其製程與目前鋰離子電池隔離膜(separator)的製程相符合,讓大型得電池工廠能在不改變製程與設備的情況下量產,降低固態電池的生產成本。
Natrion表示,他們不把自己定位成電池的製造商,而是材料的供應者。「我們的想法是將我們的材料整合到現有的工廠中,讓他們明天就可以開始製造固態電池。」Alex Kosyakov說。
目前,Natrion已經與北美、歐洲、韓國、日本等遍布全球的製造商取得合作,販售材料讓製造商進行測試,其中包含LG旗下的電池公司LG Energy Solution(LGES)。2022年的200萬美元種子輪募資中,還獲得知名企業家Mark Cuban的挹注。
16歲開啟創業之路,目標前進消費性電子產品領域
這個技術突破性的電池,年僅22歲的Alex Kosyakov為什麼做得到?
Alex Kosyakov和Natrion團員在大學期間專攻材料工程,自2018年成立以來,Natrion一直專注於電池技術的研究,一開始他們想要為太陽能電池板等再生能源裝置提供備用的鈉固態電池,卻發現鈉電池的供應鏈並不成熟。
「雖然地殼中鈉的含量比約為鋰的3000倍,但我們現在提取鋰的能力比提取鈉的能力好得多,」Alex Kosyakov說,「我們無法像我們當初想像的那樣,在成本上與鋰電池競爭。」
在Natrion認為鈉電池無法擴大市場規模之後,他們決定改變目標,將原有固態電池的核心技術轉向鋰離子電池的應用,瞄準更有利可圖的高階市場。
Alex Kosyakov目前仍就讀於伊利諾大學厄巴納-香檳分校的材料工程學系,今年才22歲的他表示,自己從沒想像過成立公司。但Alex Kosyakov認為,這是能夠看到自己的技術被使用的唯一方法,「因為我喜歡這項技術,我希望可以看到這項技術被大家使用。」
Natrion團隊表示,他們希望能夠將他們的技術帶入消費性電子產品領域中,而台灣的產業基礎是團隊看重的資源,同時也希望透過Garage+來台的機會,更全面參與亞洲的電池市場。

有點矛盾的ISFJ,喜歡用巧克力牛奶開啟新的一天。沒事喜歡聽聽歌,颳風下雨都還是要打排球。
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