LG 能源今年將試產雙極鋰電池，體積更小能量密度翻倍

雖然 Toyota 率先喊出要用雙極電池洗刷招牌，不過韓國 LG 能源似乎又搶了上風，預計今年內就能做出第一款原型雙極電池，一口氣讓能量密度翻倍。

LG Energy 準備於 2025 年第一季在大田市設置全新的研發產線，目標是於今年內做出醞釀許久的雙極電池原型品，根據官方宣稱，這款電池的體積更小，能量密度則會是同類型單極鋰電池的兩倍之高。

目前廣泛使用的電池結構都屬於「單極性」電池，電池芯內的正負極，都有各自的集電體，電流必須經由電池外部連接線路通過，打開你手邊使用兩顆電池以上的電器就會看到，電池外肯定都有一些金屬導電體，以及用來固定它的塑膠支架，對兩、三顆電池的小型家電來說，這不是大問題，但對於使用數千顆電池芯的電動車、船、飛行器來說，這些電池外的構造就是一大累贅。

「雙極性」電池指的是在同一個集電體上，同時對應正負極，再將這個集電體當做電池芯的外殼，直接與另一顆電池芯的電極堆疊，如此一來，電流可以直接通過電池芯內部，無需外部的非活性材料，內電阻也大幅降低。

Toyota 在 2021 年率先使用雙極性鎳氫電池，將它用在 AQUA 油電車上，根據 Toyota 說法，同樣體積內，可裝載的電池芯增加了 1.4 倍，有效增加了能量密度。當時採用鎳氫材料，主要是著眼於它的穩定度，雖然功率不如鋰離子電池，但有效壽命可以長達十多年，且不易起火燃燒。

▲ 圖左是一般電池組連接方式，圖右是雙極性電池結構，除去外殼、連接材料後，體積大幅縮小。（Source：Toyota）

雙極性電池如果搭載在 Toyota bZ4X 車上，預計可以提升 20% 續航力，而且製造成本將可以減少 40%，此前消息指出，Toyota 目標在 2026～2027 年開始生產雙極性鋰電池。韓國 LG Energy 則希望進一步超車，搶在 2026 年以前完成試產，設法早先一步卡位車廠訂單。

和其他新電池一樣，雙極性電池當然有它的缺陷和瓶頸，首先，雙極集電體的材料必須一致，無法像單極電池一樣依據成本、需求調整，限制了供應商彈性；其次，集電體同時也是電池外殼，要如何完整密封，確保電解液不會滲漏，也是技術難關。最後，鋰電池在充放電過程中會產生晶體結構和體積變動，都可能會導致集電體變形、破損，特別是在高溫、高震動環境下，變數更高。

聰明如你，肯定想到了一個完美的解決方案，那就是不要使用電解液，而是採用固態導體，如此便能一口氣解決雙極性電池的主要問題。簡單來說，雙極性電池是電池結構面的革新，固態電池是材料面的革新，兩者相輔相成可以帶來更驚人的躍進。