新世代電池推動電動車前往「沒有道路」的領域

熟悉電動車的朋友可能都聽過 LFP 磷酸鐵，或是 NMC 鎳錳鈷三元電池，這些鋰電池在公路上表現優異，但對於不在路上跑的那些特殊電動車，未必適用，而新的電池技術正在悄悄進入這片藍海。

在道路上的乘用車跟商用車，固然是移動市場上最大宗的產品，不過那些「不開在道路上」的車輛，其實身價更高，而且直接影響到國家經濟命脈，他們包括了農業機具、工業重機具還有營建、採礦、環境工程等領域，這些非道路車輛，原本都是柴油動力稱霸，現在也開始轉型電動化，不過關鍵不在馬達，而是電池。

電動馬達對這些重型機具跟車輛來說，簡直是天降的禮物，具有超強扭力，可以輕鬆穿越地形，或是拖拉重物，又不會有廢氣，問題是它能工作多久？這個問題包含兩個意義：滿電連續工作時間，還有整體電池壽命，顯然，一般電動車使用的 LFP 跟 NMC 電池，都不是完美的解答。

LTO 鈦酸鋰

鈦酸鋰（LTO）電池這種負極材料，可以取代車用電池常見的石墨負極，搭配 NMC 正極材料時，能量密度剩不到三分之一，但卻能換來 10～20 倍以上的電池壽命，充放電速度也是石墨負極的 5 倍以上。這就很適合巨型的採礦機械使用，它們幾乎全年無休在運轉，LTO 可以滿足高壽命、快速充電的需求，而且採礦機對於電池體積跟重量相對不那麼要求，是目前最合適的用途。

目前 LTO 電池的成本還是相對更高，但考慮到整體電池壽命，依然比一般的石墨負極划算，讓業者採用率逐漸提升。尤其在偏遠礦區，只要搭建好太陽能發電與儲能設備，採礦的能源成本跟碳足跡都會大幅下降，成為電動化的領先者。

台灣的格斯電池，最近則靠著他們的 LTO 電池能夠抗穿刺、高壽命的特點，拿下韓國軍用產業訂單，顯示這種新技術，已經在乘用車以外的領域受到注目。

矽負極與固態電池

固態電池或半固態電池在乘用車或商用車市場被稱為聖杯，但經常被忽略的是成本問題，相比之下農機跟工具機械比較能接受高一點的成本，只要能滿足需求就好。現階段固態電池的瓶頸之一，在於電池壽命還不夠長，一千次循環已經是極限，儘管能量密度高，充電速度快又安全，卻不適合採礦用。但對於工作時間較短的農機來說，卻能夠完美契合。

台灣輝能電池近日才宣布，與日本中山鐵工所合作，在電動自走式土質改良機上，搭載輝能的次世代固態電池，儘管電池成本較高，但考量到機械購置、燃料費用、維護管理到廢棄處理的整體生命週期成本，改用電力驅動，可以提升效率並降低整體成本，因此拿下訂單。

鈉離子電池

最後是鋰離子電池的下位替代選項，鈉離子電池的充放電機制與鋰離子電池相同，只是材料改為更廣泛取得的鈉和鋁，替換鋰跟銅，能量密度可以達到接近 LFP 鋰電池的水準，成本卻更低，雖然還沒進入量產階段，但對於放電功率要求較低的營建、農機和礦機來說，都是值得期待的新技術。

值得注意的是，以上提到的三種電池技術，分別是負極材料、電解質和電荷載體，也就是說他們並非互相排斥的新技術，反而可能相互結合，例如陽明交大團隊，今年就發表了鈉離子電池搭配 LTO 負極的新研究成果。

電動車是「移動電氣化」的先鋒，但並非一切，在可見的未來裡，各式各樣的移動載具都將迎來電動化，而應對不同需求而生的各種電池，無疑會取代過去石油產業的地位，成長為龐大的產業生態。IDTechEX 報告預估，到 2036 年前，這些非道路用車的電池市場需求，將來到每年 45 GWh 之多，而目前許多業者的產能都還不到 GW 等級，這個市場潛力值得關注。