馗鼎奈米科技股份有限公司-Si-Plasma部落格: 2022/01

2022年1月25日星期二

【產業新聞】供應給特斯拉，Panasonic 傳明年量產 4680 電池

TechNews
2022年01月25日
作者 Money DJ

美國電動車（EV）大廠特斯拉（Tesla）電池供應商 Panasonic 傳出將在明年（2023 年）量產 EV 用新型鋰離子電池「4680」，並將供應給特斯拉使用，該款電池有望將 EV 續航距離提高兩成，單位重量的續航距離預估將是全球最長。

日經新聞、產經新聞24日報導，Panasonic計劃在2023年利用日本和歌山工廠量產EV用新型鋰離子電池「4680」，該款電池可讓EV續航距離較現行增加約兩成，就電池單位重量的續航距離來看，預估將是全球最長水準。

報導指出，Panasonic將在和歌山工廠內增設新廠房，導入量產設備，投資額約800億日圓，且部分產線將在今年內（2022年內）啟用，藉此確立大規模生產的安全性、效率性，最快將在2023年正式量產「4680」電池。產線年產能規模未定，不過預估將達近10GWh，相當於可供應15萬台EV所需、占Panasonic整體產能比重近兩成，且在日本確立量產技術並導入量產後，也考慮在美國等海外工廠進行生產。

據報導，Panasonic所量產的「4680」電池初期將供應給特斯拉使用。特斯拉「Model S」目前充飽一次電的續航距離約650km，而若改搭載「4680」電池的話，其續航距離預估將延長至750km左右。

「4680」和一般乾電池一樣、為圓筒狀，直徑為4.6cm、長度為8.0cm，直徑是現行產品（搭載於特斯拉Model 3等車款的「2170」電池）的2倍以上，且電池容量擴大至現行產品的約5倍水準，能夠儲存更多的能源，藉此可降低每台電動車所需搭載的電池數量。

Panasonic電池事業公司「Panasonic Energy」社長只信一生2021年10月25日接受日媒聯訪表示，「因來自特斯拉的強烈要求、而研發4680電池。是以和特斯拉進行交易為前提。」

另外，日前市場傳出Panasonic將成為蘋果研發中的「Apple Car」電池潛在供應商之一，對此，只信一生未否認，稱「不否認存在各種可能性」。

（本文由 MoneyDJ新聞授權轉載）

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【產業新聞】本田投資美國電動車電池商 SES，攜手研發鋰金屬電池

TechNews
2022年01月20日
作者 Money DJ

日本汽車大廠本田汽車（Honda）宣布，將入股美國電動車（EV）用電池研發公司 SES Holdings Pte. Ltd.，且雙方已簽訂共同研發契約，將攜手研發次世代電池「鋰金屬電池」。

本田汽車19日宣布，已於2021年12月和SES簽訂共同研發契約，將攜手研發次世代電池「鋰金屬電池」，且SES預計將透過SPAC（特殊目的併購公司）方式在紐約證券交易所（NYSE）上市，而本田將藉由PIPE（私募股權投資已上市公司股份），取得之後在NYSE上市的SES（屆時將更名為SES AI Corporation）約2%股權。

本田指出，該公司正加速全球車輛電動化腳步，而在EV關鍵零件「電池」的部分，該公司除了正自行研發全固態電池之外，也正研究包含鋰金屬電池在內的多項技術，今後本田將攜手SES共同研發，目標推出安全且具高耐久性的大容量EV用電池。

SES成立於2012年，是一家由麻省理工學院獨立出來的企業。據日經新聞指出，SES目標在2025年供應鋰金屬電池給車廠使用，目前正在上海興建專用工廠。相較於現行主流的鋰離子電池的負極使用石墨、鋰金屬電池則是使用鋰，電池容量有望達到現行電池的數倍水準。

根據Yahoo Finance的報價顯示，截至台北時間20日上午10點20分為止，本田汽車下跌0.50%至3,407日圓

鴻海2021年7月14日宣布，將參與SES鋰金屬高能量密度電池公司的PIPE增資案，透過核心技術和資金股權的合作，發展次世代電池。

目前和SES簽訂共同開發協議的車廠，包含通用汽車、現代汽車、BMW、上汽等。

（本文由 MoneyDJ新聞授權轉載）

2022年1月18日星期二

【產業新聞】臺南招商引資能量強大，打造南臺灣科技廊帶樞紐

遠見行動誌
2022年01月19日
作者遠見雜誌整合傳播部企劃製作

台積電已證實將在高雄設廠，已有4世紀歷史的臺南市串聯起南科園區、沙崙智慧綠能科學城、七股科技工業區，打造黃金能量飽滿的完整科技廊帶，「沙崙勢必成為下個世代的半導體研發重鎮。」臺南市長黃偉哲強調持續推動，邁向下一個400年的永續城市。

最近愈來愈多人發現，原先如同荒漠般、臺南高鐵站不遠的前方，矗立起沙崙智慧綠能科學城，人車進進出出，工研院全國首座電網級的綠能科技示範場域、中研院南部院區、臺灣智駕車測試實驗室、亞太地區最重要的資安暨智慧科技產業發展基地均已進駐，半導體先進製程產業招商樂觀，就近鏈結台積電新廠，正締造新世代半導體奇蹟的里程碑，臺南，被全世界一致看好。

在沙崙智慧綠能科學城建設陸續完成、南科三期於臺南擴建等重大建設均落腳臺南後，臺南市已具備完整的上中下游產業鏈，成為高科技及綠能科技產業重鎮之一。（臺南市政府提供）圖／在沙崙智慧綠能科學城建設陸續完成、南科三期於臺南擴建等重大建設均落腳臺南後，臺南市已具備完整的上中下游產業鏈，成為高科技及綠能科技產業重鎮之一。（臺南市政府提供）

啟動「化合物半導體產業」計畫，佈局半導體盛世

黃偉哲表示，臺南市2021年迄今共新增282家投資案，吸引投資額385億元，創造1,108億元產值，帶進15,264個就業機會，包括Garmin、南紡二期、聲寶台南廠、心忠電業都趕在今年完工啟用，而日商三井Outlet進駐沙崙開幕在即，原東帝士舊址「南山臺南廣場」百貨開發案重啟，備受矚目，就業機會激增。

產業蓬勃促動經濟繁榮，市府今年9月與工研院共同宣布啟動「化合物半導體產業—南方雨林計畫」，展開第三代半導體的實驗研究佈局，推進沙崙晉身未來世代的半導體研發基地，以南科、沙崙雙引擎，帶動臺南地區的快速發展，耀眼成績領先六都。

尤其，臺南市擁有全國日照時數最長的先天優勢，加上太陽光電上中下游產業鏈健全，配合綠能研發技術及產業測試、驗證及媒合場域，以及成大、陽明、交通大學位於沙崙的新校區，串聯產、官、學、研打造智慧綠能產業創新生態系，能源轉型邁進2050淨零碳排的關鍵，也從臺南與沙崙啟航。

沙崙、七股雙星聯手，由府城中心向全國幅射發展

黃偉哲再舉觀光產業近況為例，繼亞果遊艇集團前進安平港投資開發國際遊艇城，今年9月臺灣港務公司又與三地集團南仁湖公司簽署「安平港水岸複合觀光遊憩區」百億投資契約，規劃打造全臺規模最大的濱海綜合度假城，提升安平港的國際能見度，不但創造大量就業機會，更為城市發展注入新動能。

黃偉哲指出，自上任以來，極力部署優質的投資環境，吸引更多優秀、知名廠商進駐開發，大幅擴增在地商機與就業機會，例如為優化沙崙智慧綠能科學城的生活機能，市府拓寬台86線匝道、開通聯外道路等等，不僅樂業宜居，還重新擦亮了由府城中心向全國幅射的光榮感。

至於七股科技工業區，總面積達141.34公頃，可提供約77.5公頃土地供企業設廠，設定以引進低污染、低耗能的綠能產業以及南科中下游支援產業及地方特色產業為主，採取公共工程與廠商建廠同步進行，有效縮短廠商建廠期程，有利掌握營運利基，預計開發完成後可供127家廠商進駐，創造9,540個工作機會及289億元產值。

臺南致力於國家能源轉型與營造低碳宜居城市，啟動陽光電城2.0計劃，除成立綠能產業加速推動中心，並加速屋頂型及地面型太陽光電設置，備案容量2GW為全國備案量第一，也屢獲國際綠色和平組織及GOOGLE等國內外肯定。圖／臺南致力於國家能源轉型與營造低碳宜居城市，啟動陽光電城2.0計劃，除成立綠能產業加速推動中心，並加速屋頂型及地面型太陽光電設置，備案容量2GW為全國備案量第一，也屢獲國際綠色和平組織及GOOGLE等國內外肯定。

從ESG投資邁向SDGs永續發展城市，臺南已起飛

黃偉哲樂觀看待，臺南市在產業連動、招商引資方面居於全國領先的優勢地位，今年整體招商成績不畏新冠肺炎疫情衝擊，逆勢上揚，比去年更突出，洽談中2億元以上重大投資案共91案，投資額高達2,918億元，有助在下兩個世代當中領航臺灣，掌舵前行。

放眼聯合國SDGs 17項永續發展目標，包括健康與福祉、教育品質、淨水與衛生、潔淨能源、永續城鄉、就業與經濟成長、工業化創新及基礎建設等等，黃偉哲沈穩地說，永續城市治理並非一蹴可幾，幸而臺南市深具古城的文化底蘊與人文素養，在他帶領下，努力響應這些指標，為市民創造願景亮麗、看得見未來的美好生活。

「臺南落實ESG（環境保護、社會責任和企業治理）投資的發展理念，是現在進行式！」黃偉哲鄭重宣告，臺南與前瞻趨勢同步，比如利用優勢天然資源太陽能，首創陽光電城計畫，媒合廠房、社區、掩埋場、農舍等等空間，設置太陽能板，近期也拓展國中小風雨球場、公有停車場車棚導入太陽能光電設施，透過良善管理，充分發展再生能源，更讓回饋金造福學校與鄉里，如此互利模式可謂永續發展的良好示範。

從ESG邁向SDGs，黃偉哲有信心，在臺南將體現人與環境長久和諧共存、均衡發展的核心價值，見證低碳綠能永續新城市的榮光。

(台南市政府廣告)

【產業新聞】用橡膠製做電解質？美科學家有望打造更安全持久鋰電池

TechNews
2022年01月19日
作者 Daisy Chuang

我們都知道橡膠是絕緣體，基本上不會是鋰離子電池的理想電解質材料，不過美國喬治亞理工學院打破眾人的印象，研發出高導電度的橡膠材料，利用這種彈性電解質，有望打造更安全、續航里程更長電動車電池。

鋰離子電池引起多種技術的革命，為人們帶來翻天覆地的改變，小至大從智慧型手機、筆記型電腦、電動車到電池儲能系統，不過鋰離子電池還有一些改進空間，好比電池損壞或是過熱時，其中的液態電解質可能會帶來起火或爆炸風險。

既然液態電解質可能伴隨祝融風險，那麼固態電解質有解嗎？確實可以，由過去經驗已知固態電解質可有效降低起火風險，但也會帶來其他挑戰，由陶瓷材料製成的固態電解質稍嫌「脆弱」，電解質與電極之間的介面不完整也會降低鋰離子的導電度。

因此美國喬治亞大學團隊認為，橡膠等彈性材質可以解決這上述兩個問題。不過有鑒於橡膠的絕緣特性，團隊在橡膠嵌入具導電特性的丁二腈（succinonitrile），橡膠則負責提供彈性的 3D 支架，讓電解質能與電極維持平滑的介面，同時也可以防止鋰晶枝生長。

在團隊測試中，採用新型電解質的鋰離子電池在室溫下能以 4.5 V 電壓運行，容量為 93 mAh g-1，1,000 次循環後容量幾乎沒有衰減，在充放電 100 次循環後也沒有形成枝晶。不過這當然還有進步空間，團隊正努力提高循環次數和離子電導率，最終為電動車帶來更安全、更持久的電池。

主要作者 Michael Lee 表示，離子電導度愈高代表會有愈多離子移動，透過增加電池比能量和能量密度，可以進一步延長電動車的續航里程。

做為知名電動車創新中心，喬治亞大學也正與南韓 SK Innovation 合作，SK Innovation 正在資助電解質材料研究，以製造比傳統鋰離子電池更安全、能量密度更高的下一代固態電池，SK Innovation 最近也宣布在喬治亞州康默斯建置電池工廠，預計 2023 年鋰離子電池的年產量將達到 21.5 GWh。

2022年1月11日星期二

【產業新聞】避免抗藥性，瑞典研發肽殺菌水凝膠

TechNews
2022年01月12日
作者 Alan Chen

抗生素的發明，對於人類健康貢獻良多，但是大家也逐漸發現，過度的依賴抗生素，反而會使細菌產生抗藥性。為了解決這個問題，瑞典的查爾莫斯理工大學（Chalmers University of Technology），最近研發出一種水凝膠敷料，使用人體中常見的蛋白質來殺菌。

這項由 Martin Andersson 教授團隊進行的研發，使用肽（Peptide）作為敷料的天然抗菌劑，肽是由氨基酸所組成的，而多個肽則可以組合成一個蛋白質分子。

人體免疫系統主要是利用肽破壞細胞壁來消滅細菌，因此科學家普遍認為，細胞無法針對肽的作用方式產生抵抗能力。而團隊在實驗中也證實，新的肽凝膠敷料可以有效殺死細菌，甚至連許多已對抗生素產生抗藥性的細菌，也可成功消滅。

雖然此前已有不少研究證實了肽的殺菌效果，但是在效率及維持時間上一直無法突破。主要是因為肽在碰到人體體液，如血液或組織液時，會很快的裂解消失，喪失應有的殺菌作用。

團隊使用奈米科技製作的水凝膠則解決了這個問題，利用水凝膠保護肽分子，直到敷料貼在傷口上，讓肽直接進入傷口處進行殺菌作用。

團隊中的博士生 Edvin Blomstrad 表示，新研發的材料效果令人滿意，凝膠材質對皮膚傷害極小，而肽分子在凝膠內可保持相當長的時間。

這項新抗菌凝膠敷料，已開始由查爾默斯理工大學所屬的生技公司 Amferia，進行商品化的工作。未來除了敷料的形式外，預計也將推出噴霧式的產品。

但目前瑞士的聯邦材料科學與技術研究室（EMPA），也正在進行類似實驗，不過瑞士不使用水凝膠，而是用纖維素（Cellulose）來作為保護肽分子的物質。因此預期未來瑞典和瑞士，將會在市場上競爭這種新型的肽殺菌藥品

Hydrogel wound dressing uses immune system proteins to kill bacteria

相關連結：避免抗藥性，瑞典研發肽殺菌水凝膠 | TechNews 科技新報

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【產業新聞】元太宣示 2040 淨零碳排目標，展望明年首重擴產產能順利開出

TechNews
2022年01月12日
作者陳冠榮

電子紙大廠 E Ink 元太科技 23 日宣布，承諾要在 2040 年達成淨零碳排目標。為了協助減緩氣候衝擊，元太展開零碳排行動，制訂 3 大階段性目標，逐步在 2025 年達成 40% 再生能源使用，2030 年 100% 再生能源使用以落實 RE100 目標，到了 2040 年實踐淨零碳排承諾，協助推動環境永續發展。

根據富時羅素（FTSE Russell）綠色營收 2.0 數據模型的能源管理及效能類別——資訊產品評析，元太 2020 年營收的 99.93% 為綠色營收（Green Revenue），對於環境具有正面影響力，更加顯示電子紙產品所具備的環境效益。

為了達成淨零碳排（Net Zero Carbon Emissions）目標，元太除從技術與產品面落實外，也展開碳排盤查，評估全球營運與製造據點所產生的溫室氣體，其中營運與製造使用能源而產生的間接碳排放，占元太企業內部的總體碳排放量十分顯著。因此，採用再生能源將是元太實踐淨零碳排的核心，透過逐年增加再生能源使用比例，也將從產品研發、生產製造、乃至企業營運等各環節，提升能源使用效率，並減少總體能源使用，以降低環境資源消耗。

除了啟動企業內部與電子紙生態圈的淨零碳排行動以外，元太也透過參與環境永續發展的倡議組織。元太在 2021 年 10 月成為「氣候相關財務揭露」支持者（Task Force on Climate-Related Financial Disclosures Supporter，TCFD Supporter），將繼續依循 TCFD 框架識別氣候變遷的風險與機會，以量化指標調整淨零碳排策略與規劃，並在財務資訊揭露更多永續指標。此外，元太未來也計劃參與 RE100、SBTi（Science Based Targets Initiative，科學基礎碳目標倡議）以及相關倡議組織。

元太科技董事長李政昊表示，元太不僅從製造與營運落實淨零碳排計畫，其電子紙技術研發與產品設計透過減碳理念原則，專注於更低耗能與更少材料使用，可發揮更佳的環境友善效益；與此同時，透過淨零碳排倡議行動，協同生態圈與供應鏈夥伴投入減碳行動，共同實踐地球公民的責任。

不只有「2040 淨零碳排」的長期目標，短期在展望 2022 年營運方面，元太首重擴產產能要依計畫順利開出來。元太計劃於新竹廠擴產 4 條電子紙材料產線，2021 年底完成第 1 條新產線，到了 2022 年第二季可望再有 2 條新產線完工，多數用於電子貨架標籤（Electronic Shelf Labels，ESL）材料供應，同年第四季預計將有第 4 條新產線加入。

除此之外，李政昊還點出 2022 年全球經濟情勢變化對元太也相當重要，尤其在於美國聯準會（Fed）何時升息。元太投入擴產並已取得客戶訂單，2022 年將會加緊開出產能、趕工訂單出貨，以防 Fed 升息帶動的經濟變化。

2022年1月4日星期二

【產業新聞】LED 三大動能：Mini LED、紅外線、感測元件

TechNews
2022年01月05日
作者 MoneyDJ

LED 產業歷經多年結構調整沉潛修練，今年以來恢復活絡。

主要動能來自於Mini LED逐漸導入顯示器背光及顯示螢幕市場、正式進入商品化階段，以及各種通訊聯網監控檢測應用帶動紅外線與感測元件大量需求。

業者表示，今年以來藍光LED因為宅經濟帶動顯示器背光需求暢旺、需求復甦，至於紅外線、不可見光、光耦合器和感測元件需求則是受惠於通訊設備、物聯網裝置、行動裝置、穿戴裝置、車聯網等各式各樣安全監控檢測應用迅速擴大，需求一路強勁，目前訂單能見度長達1-2季以上，這波動能將延續到2022年。

再加上原本的VR虛擬實境/AR擴增實境應用以元宇宙姿態重新躍上檯面成為光電產業必修科目，在複雜的感應環境下，對於各種可用於發光、發射、傳輸、接收、高階精密顯示的裝置與相關元件的需求勢必相應增加，2022年應該是紅外線、感測元件、保護元件等光電元件可以大顯身手的一年。

台灣LED產業經過幾番劇烈洗牌，如今檯面上LED廠商大多各有穩定客戶群和具優勢的產品組合。其中，由晶元光電和隆達電子合而為一的富采受惠於Mini LED打入蘋果供應鏈並順利量產、紅光LED需求強勁，整合初年就繳出不錯的獲利成績、前三季每股盈餘已超過2.5元，並且持續發揮整合優勢。

LED封裝領導廠商億光今年在紅外線、光耦合器、不可見光與可見光等各主力產品線訂單需求同步推升下，前三季EPS更來到3.78元、今年每股盈餘上看近5元水準、站穩台灣LED業界獲利王地位。

老字號LED公司宏齊、佰鴻，鴻海集團LED晶粒成員光鋐，以及轉型擴大發展感測元件事業的鼎元、光磊，今年以來前10個月累計營收也都有兩位數成長幅度，包括宏齊、佰鴻、光鋐、光磊前三季EPS均已超過1元。

因應客戶強勁需求及市場發展趨勢，LED廠商經過多年休養生息，近來也陸續重啟擴產。富采明年將持續擴建Mini LED前後段製程產能，並且深化與設備策略夥伴惠特合作；億光明年將針對不可見光、紅外線產品再擴5成產能；光鋐近期也有新產能開出、預計將於明年貢獻效益。

（本文由 MoneyDJ新聞授權轉載 )

【產業新聞】2021 年車用 LED 產值預估將達 35.1 億美元，艾邁斯歐司朗營收居冠

TechNews
2022年01月05日
作者 TechNews

根據 TrendForce「2020-2021 全球車用 LED 產品趨勢與區域市場分析」研究顯示，2021 年全球 LED 頭燈滲透率超過 60%，其中新能源車種的滲透率更是高達 90% 以上。隨著車市出貨提升以及 LED 照明滲透率推升的雙重成長動能下，預估 2021 年全球車用 LED 市場產值將達 35.1 億美元，年成長率 31.8%，顯示出 LED 頭燈和車用顯示 LED 產品仍是車用 LED 市場成長的主要動能。

此外，雖然車用半導體缺料影響導致部分車廠生產受阻，然而根據 TrendForce 訪查，由於車廠要求LED廠商持續生產，故主要車用LED廠商的訂單於2021年底前仍未受到影響。在2021年車用LED廠商營收排名中，前三名廠商依然為艾邁斯歐司朗（ams-OSRAM）、日亞化學（Nichia）和Lumileds，三者合計市占率高達71.7%。

車用照明方面，艾邁斯歐司朗憑藉穩定的產品品質、優異的光效與性價比，讓全球高階車款與新能源車皆視其為供應商首選，包含銷量大增的特斯拉也是其客戶。今年艾邁斯歐司朗車用LED營收亦呈現高速增長，有機會達到13.04億美元，年成長率約40.9%。而三星LED的PixCell LED亦成功導入特斯拉Model 3與Model Y，推升其車用LED營收大幅成長，可達1.21億美元，市占率則有望提升至3.4%。

車用顯示背光方面，包括儀錶板及中控顯示，不僅越來越多的車型搭載車用顯示產品，目前車用面板產品尺寸以12.3 吋為主流，並朝向更大尺寸顯示發展，加上高動態對比（HDR）、區域調光（Local Dimming）、廣色域等市場需求，車用顯示LED市場需求在未來5年內將保持快速成長趨勢。日亞化學及Stanley營收將因此受惠，兩家業者今年市占率有望分別達到23.1% 與6.6%。

而首爾半導體憑藉WICOP產品高亮度及緊湊體積（Compact Size），其在車燈領域的滲透率已達10%，且已獲中國長安、上汽通用、蔚來等車廠採用，預估2021年營收可達1.55億美元，市占率約4.4%。值得一提的是，受惠於歐系客戶訂單挹注，Dominant為前十大業者中營收年成長最高的業者，年增幅達46.3%。

【產業新聞】全球棄油轉電推升鋰電池需求！中信電池及儲能 ETF 核准募集

TechNews
2022年01月05日
作者姚蕙茹

減碳為全球共識，開啟電動車發展狂潮，但當全球「棄油轉電」，推升鋰電池需求，「得電池者得天下」，被稱為電動車心臟的電池，就是打破電動車戰國僵局的決勝金鑰，而中信投信推出的中信電池及儲能 ETF 今日核准募集，正是為投資人掌握未來用電量百萬倍需求擴張的歷史機遇。

中信電池及儲能 ETF 經理人詹佳峯表示，隨全球越來越多成熟經濟體明訂禁售燃油車時程，加上政策補貼導致全球電動車銷售超乎預期，全球電池應用場景主要為三大塊，包括電動車使用的動力電池、儲能電池、消費性電池，目前動力電池占超過一半以上的比例。

根據 EV-Sales 資料，預估 2022 年電動車銷量將成長 26.5%，鋰電池的需求成長更高達 47.6%，電池的成長甚至高過電動車，詹佳峯指出，隨全球整體的電池用電需求將由 2000 年代以手機、平板為主，到 2020 年後轉為以電動車、儲能為主，電量需求將擴張百萬倍。

詹佳峯指出，全球能源轉型積極往綠能靠攏，但綠能如風力有季節強弱、太陽能隨日光變化而有間歇性發電量，因此為維持綠能供電穩定，儲存再生能源發電量為綠能發展的關鍵條件，這點從疫情爆發後加速推行綠能施建的美國可見端倪。

根據美國儲能協會（ESA）日前發布監測報告，美國儲能市場第三季儲能系統的增長創下歷史新高，並預計第四季將續創新高，顯見儲能趨勢正逐漸開展，市場預期電動車將成為未來十年市場的投資主軸，那麼做為電動車心臟的電池與儲能，就是這股淘金潮的重要熱點。

中信電池及儲能 ETF 追蹤的 ICE FactSet 電池與儲能科技指數，其成分股包含全球第一、二大鋰礦供應商、電動車電池供應商，根據彭博數據，目前指數成分股中的電池中上游成分股毛利較下游需求端的電動車廠更高，在電動車進入百家爭鳴戰國時代下，越往上游投報率將更具期待空間。

【產業新聞】成功「復活」鋰沉積物，電池壽命有望再延長

TechNews
2022年01月05日
作者 Daisy Chuang

鋰離子電池在充放電過程中，鋰離子會在電池兩極間來回移動，久而久之鋰原子會在電極上積聚，過去科學家一直認為這些沉積的鋰團塊是「死物」，不過現在美國科學團隊成功透過調整充電機制，成功讓鋰沉積物復活，不僅成功延長測試電池壽命 30%，還有機會解鎖能量密度更大的下一代鋰離子電池。

鋰離子電池由陽極、陰極與電解質組成，鋰離子會在陰陽兩極間來回穿過電解質，只是在充放電過程中會容易因為電化學失活（electrochemically inactive），形成沉積鋰離子塊狀物，導致電池容量下降，美國能源部 SLAC 國家加速器實驗室和史丹佛大學科學團隊對此展開一系列研究。

史丹佛大學材料科學與工程教授 Yi Cui 指出，過去我一直覺得鋰沉積很糟糕，會導致電池衰退甚至是起火燃燒，但團隊已經找出如何復活「死去」的鋰沉積物，讓它們重新與電極連接。

其實 Cui 教授原先就懷疑這些鋰沉積物並非「死物」，電流經過時沉積物還會在陰陽兩極間移動，為了證實這一點，團隊也建立光學測試電池（optical test battery）並在充電時觀察鋰沉積物動向，最終也發現，沉積物就像個移動緩慢的毛毛蟲，慢慢蠕動到電極另一端。

Cui 指出，沉積物有如一條緩慢移動的蠕蟲，身體向前一英寸、尾端就往內拉，以奈米級速度移動。但之所以看起來像蠕蟲，也是因為沉積物「移動」方式特殊，首先沉積物前端會先溶解、再沉積到另一端，因此就好像緩慢往前挪動一樣，而沉積物最終會抵達對面的陽極並重新建立電連接。

團隊則認為，由於鋰沉積物在高電流下移動速度更快，因此可以透過調整充電過程來回收鋰沉積物。史丹佛大學化學助理教授 Fang Liu 指出，團隊在電池充電後添加一組快速、高電流的放電步驟，可以加快沉積物移動速度，讓它們迅速與陽極會合。

團隊聲稱，這一突破順利延長測試電池壽命 30%。未來還可以藉由該技術改進快充電池設計，或進一步提高電池容量和壽命，進而增加電動車的續航里程或延長電子設備的電池壽命。

【產業新聞】世界最長的電池，麻省理工纖維鋰電池長達 140 公尺

TechNews
2022年01月04日
作者 Daisy Chuang

打破眾人對鋰離子電池的想像，最近美國麻省理工學院（MIT）團隊開發出外型設計獨特的鋰離子電池：縱使只有薄薄數百微米厚、但它的長度可以來到 140 公尺，甚至有機會長達 1 公里，未來有機會整合到一般衣服中，當成間諜毛線，默默為智慧衣、穿戴式電子設備充電。

這種電池既能當成供電來源、也可以變成衣物本體，而其實在 2014 年就有相關研究，像是中國復旦大學用奈米碳管紗線製成鋰離子電池；2017 年美國賓漢頓大學研發出汗水發電的高延展性纖維燃料電池等等等。

根據新聞稿介紹，纖維電池是由新型電池凝膠、標準纖維併條（Drawing）系統製成，首先將包含所有電池元件的圓柱體加熱軟化，最後在不打亂元件排列的方式，拉出一條「線」。團隊指出，電池特別之處在於，鋰等電池關鍵材料在纖維內部結構化，外層再用塗層保護著，而在新型凝膠電極和凝膠電解質效果下，電池也具有一定阻燃效果。

這讓人聯想到，麻省理工團隊在 7 月時，也成功將數位晶片嵌入纖維中。研究作者 Tural Khudiyev 指出，當我們成功將活性材料（active material）嵌入纖維中，也代表已經將那些脆弱的電池元件密封住，而且所有的活性材料都好好地整合排列在一起，不容易改變位置。
最終團隊也打造出更薄、更靈活，長達 140 公尺的世界最長柔性纖維電池，容量雖然只有 123 mAh。但按照他們的說法，未來這款柔性纖維電池還會再「長大」，Khudiyev 指出，纖維電池長度沒有上限，絕對可以做到 1 公里。

新型纖維電池也可機洗，團隊認為未來可以將電池應用在水下供電，或是供電智慧手錶與手機充電。麻省理工的演示設備還整合入 Li-Fi 光通訊系統，利用 LED 作為訊號發射器，纖維內還包括麥克風、效果器（preamp）、電晶體、二極體，可以在電池間建立光學資料連結。

研究作者 Jung Tae Lee 認為，我們可以在一條纖維中嵌入多個設備，逐步實現緊湊型纖維電腦（compact fabric computer）這個構想。現在麻省理工也已申請專利，不過研究團隊還在持續最佳化研究，包括如何提高電池效率和容量，盼望可在「幾年內」商業化。

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