2009年8月14日 星期五

A123 磷酸鋰鐵電池

[2012/06 Update: - A123 後續追蹤 ]

今天在PTT看投資的文章,突然看到一家不熟悉的公司A123,想說這家公司有啥神奇的地方,讓鄉民覺得是未來可以長期投資的公司,上網研究了一下,原來還真是來頭不小的公司耶!是美國一家作磷酸鋰鐵電池的公司,重點是這家公司跟台灣的電池產業鍊有很多的合作關係,整個材料的供應鍊幾乎都可以在台灣找到。


由左圖就可以看到跟鐵哩電池相關廠商的專利布局,也不難發現主還是以日本-新力投入最早,專利也最多,值得慶幸的是台灣其實也是有不少廠商都有卡到一些專利,不過希望是有用的專利XD













關於磷酸鋰鐵電池ㄉ的介紹可以參考節錄自DigitalTime的報導:

撼動全球動力需求的革命份子來了-磷酸鋰鐵

過去30年,全球平均溫度上升速率加速至約過去百年的3倍,過去50年的暖化極可能是人為影響,21世紀末的全球平均溫度將再上升1.1至6.4度。

美國加州政府在2006年9月控告豐田、通用、福特、克萊斯勒、本田和日產等6家汽車製造商,要求這些業者對其製造的汽車所排放的廢氣和造成溫室效應作出賠償,這便是通用和豐田等業者近年來傾力發展純電動車(PHEV)或油電混合車(HEV)事業的主因。
能源產業的商機遠大於電腦業,油儲也將在40年內殆盡,未來石油會被乾淨能源取代,儲能將是替代綠色能源關鍵。

華爾街日報日前已有專文指出,現在美國創投資金的主力已經轉往追逐電池產業了。
根據Global Information等研究機構預估,電池等全球能源儲存(energy-s torage)裝置產業的前景看好,市場規模總值預估將從2005年的480億美元大幅成長到2010年的740億~750億美元。
現在3C產業常提到的鋰電池,其實是鋰鈷電池,廣義的鋰電池是指鋰離子電池,還包括鋰錳、鋰鎳和磷酸鋰鐵等,這些電池都是以正極材料來定義,不管哪種電池的負極材料都是碳。
鋰電池產業發展20多年來,其實一直集中在3C產業為主,但卻未能應用在市場經濟規模更大的儲能和動力電池(瞬間需要較大電流)等市場,這其中包括純電動車、油電混合車、中大型UPS、太陽能用中、大型儲能電池、電動手工具、電動摩托車、電動自行車、航太設備與飛機用電池等領域。主要原因之一是過去鋰電池採用的鋰鈷正極材料LiCoO2,即現在最常見的鋰電池),無法適用在大電流、高電壓、高扭力以及要耐受穿刺、衝撞和高溫、低溫等條件的特殊環境,更因無法滿足人們對安全的絕對要求而飽受詬病。同時, 鋰鈷電池也無法達到快速充電與完全避免2次污染等目的,而且,一定要設計保護電路以防止過充或過放電,否則就會出現如Sony電池爆炸導致
全球品牌NB業者投下鉅資回收的情況。

這20年來,全球電化學界早已投入無數的研發人力與資源,不斷尋找能夠取代或解決LiCoO2問題的新材料,因為,據統計,全球動力與儲能電池市場的經濟規模總量每年高達500億美元,遠大於鋰鈷電池每年55~60億美元的胃納量。

磷酸鋰鐵有機會成為動力需求的革命份子。

A123的主要產品就是磷酸鋰鐵電池。A123於2001年在麻省理工學院(MIT)成立,3位創辦人之一是MIT的材料科學與工程學教授Yet-Ming Chiang(蔣業明),1位是MIT的商業研究顧問Ric Fulop,另1位則是擔任技術長的康乃爾大學材料科學博士Bart Riley。
A123剛成立時,總員工數只有5人,資金來源只有美國能源部的科技專案經費10萬美元,其餘的,只有從MIT拿出來的0.5克材料而已。不過到了2007年初,A123的資本額激增到1.02億美元,員工人數超過250人,來自Fortune前500大企業的訂單超過1億美元,現在每年產出數百萬顆電池芯(cell)和數百噸正極材料粉體,而且,準備在2007~2008年將產能從現在的每月50萬顆大幅提高到200萬顆。

A123的厲害之處是有辦法將鋰離子電池的磷酸鋰鐵正極材料製造成均勻的奈米級超小顆粒,因顆粒和總表面面積劇增而大幅提電池的高放電功率,而且,整體穩定度和循環壽命皆未受影響。
在2004年初, A123在台灣太電電能的協助下,每個月可以生產「1公斤」的粉體和第一套電池原型,但是,這樣的成果便讓A123順利籌募了前期資本的2,000萬美元,就此邁向坦途。
其實,A123剛成立時便在台灣與後來被必翔實業收購的太電電能合作,現在內部不少主管與研發人員,多來自太電與設於台南科學園區的鋰電池芯廠能元科技,現在負責A123整體製造業務的副總裁Grace Chang,原先就是能元的合夥創辦人之一。

A123的營運總部設在美國麻州的Watertown,主要材料研究單位在密西根州的Ann Arbor,自己直接管理的封裝與系統設計單位則設在麻州的Hopkinton。目前在台灣、南韓和大陸向合作代工廠取得總面積達10萬平方公尺的專屬製造廠房,預計在2007年大幅擴增到25萬平方公尺。
台灣科技界現在可能還不易難理解為何A123這麼火紅,但只要從其董事會成員與大股東包括摩托羅拉、奇異、Qualcomm、P&G和多次慧眼成功投資Apple、Cisco與Google的紅杉創投(Sequoia Capital)、YankeeTek等美國重要創投機構,便不難得知A123現在在美國各產業界所受到的矚目有多高。

而且,許多人搶著投資A123,奇異在最近1次的4,000萬美元增資規劃中,「獲得A123經營團隊青睞」而得以進一步加碼投資,消費用品大廠P&G則是新股東,而除了一堆大公司捧著錢不得其門而入外。

A123不僅獲得美國能源部高達1,500萬美元的新一代Hybrid Electric Vehicle(HEV)電池發展合約,幾個月前還由美國總統布希和能源部部長在白宮接見,一起檢視1台只需要使用1加侖汽油便能結合A123電池而行駛超過150英里的油電混合車。A123執行長David Vieau向布希強調,油電混合車採用A123鋰電池後,大部分車主的汽油需求可以降低70%,碳排放量可以減少50%,對環境的傷害可以降到最低。

A123現在也同時與GM汽車(Saturn VUE Plug-In Hybrid program)和奇異共同開發汽車與公車用的磷酸鋰鐵電池模組。GM在今年初展出的Volt Concept概念電動車,其電源系統便是由GM與美國Cobasys公司聯合開發,而其中的磷酸鋰鐵充電電池便由A123生產。而這1,500萬美元的合約則是由美國能源部和USABC一起頒發,由於USABC是由戴姆勒賓士集團、福特汽車和通用汽車合組的研究單位USCAR的聯合組織,且每年預算有50%來自能源部,是同時獲得國家單位和國際汽車大廠重視與信任的重要象徵。

A123近來的佳作不斷,最新一項成就是和推出全世界速度最快的電動摩托車廠KillaCycle合作,以採用990顆 A123電池芯的電池模組(相當於350匹馬力)創下時速156公里,0到60英里加速只需1.5秒,跑完0.25英里只需8.16秒的 世界紀錄。
現在在美國火紅的電動車新秀Tesla motors,將推出採用磷酸鋰鐵電池(每台使用6,381顆)的電動車,這家由Google的2位創辦人等多位科技新貴集資6,000萬美元成立的新公司,預計在2007年底推出由蓮花跑車Elise改裝的跑車Roadster,希望達到的性能威力非常驚人,時速從0到60英里只要4秒,充電1次可跑200英里以上。
日車廠朝油電混合車進軍美通用大舉向電動車靠攏
目前在市場暢銷的Lexus RX400車款,採用的便是有記憶效應等缺點的鎳氫電池,電壓為144V,3串並聯,各40顆,共計120顆電池,重量約8公斤。此電池組造價高昂,在台灣,保固期僅5年8萬公里,換1組鎳氫電池要價高達新台幣20萬元。
Prius目前也是使用鎳氫電池,在日本每組電池售價13萬日圓,不過,TOYOTA正積極研發下一代以磷酸鋰鐵開發的電池,據TOYOTA估算,電容量為原來鎳氫電池的7倍,充電時間增快27倍。

北京、珠海、廣州等大陸主要城市曾頒布禁止電動車上路的禁令,主因是過去電動車使用的是有嚴重污染和回收問題的鉛酸電池,不過,北京市政府在 2006年底廢止此規定。
磷酸鋰鐵的市場有多大?有業者甚至估算可能高達1,500億美元,包含汽車、航太、電動手工具、電動自行車、半導體設備等工廠儲能設施都是機會。

磷酸鋰鐵從策略架構到系統端的大量應用,至少還需要1~2年。是否有使得磷酸鋰鐵產業曇花一現的致命性問題,目前仍看不到。

磷酸鋰鐵電池的全球產業鏈中,台灣確實擁有絕佳位置,因為,這產業最重要的就是專利、配方和製造技術的know-how,最擔心被仿冒與後續延伸的複雜問題,但是,除了歐、美等高度重視環保與節能的先進國家市場外,大陸等亞太與新興市場的發展潛力更是驚人,但A123和Phostech等業者其實無法信任以仿冒著稱的大陸廠商,倚重熟悉大陸產業環境但又無須顧慮仿冒問題的台灣廠商,已成為這些業者的最佳策略佈局環節。
他們過去曾與部分大陸 電池業者合作,但現在皆已告一段落,這也是A123和Phostech近來積極與台廠攜手共進的原因之一。

新普與A123合作攜手合作專注在所有「Power」相關領域的台灣電池組裝大廠新普,現在不僅在NB鋰電池封裝市場稱霸,更積極將觸角布局到太陽能、LED、燃料電池和磷酸鋰鐵電池。對新普來說,只要和POWER有關的都是未來目標,在以鋰鈷電池為主的消費性市場的佔有率已經很高,未來不容易在有高度成長,所以,包括電動車、電動工具、航太等市場皆是新普未來的規劃重心,航太需要最無安全顧慮的safe power,汽車的引擎要發動時需要瞬間強大電力,磷酸鋰鐵便成為新普的最佳選擇。

新普在磷酸鋰鐵的鴨子划水能耐可說超乎業界想像,現在正積極和A123合作 準備推出的電動手工具用電池,就是準備供應給Black & Decker,預估出貨時間點是2007年下半;同時,新普目前也和自行車大廠巨大(捷安特)攜手,初期規劃的自行車電池組僅1公斤,較過去捷安特電動自行車使用的鎳氫電池組的2公斤還要輕許多。

另外,值得注意的是,新普和A123也準備和由美國軍方單位分割出來的著名電動車廠Segway合作,準備在荷蘭阿姆斯特丹等國際機場,推出使用A123粉體的磷酸鐵鋰電池的電動車產品,時速可達30公里,可連續行走3小時,過去Segway的磷酸鋰鐵電池供應商是Valence。

就組裝來說,現在磷酸鋰鐵的毛利非常高,鋰鈷電池最多約在15%~20%,磷酸鋰鐵在50%以上,較差的也有30%~40%,可預見的是,安全性更高的磷酸鋰鐵電池組裝市場,未來將獲得更多業者的青睞。

另方面,鴻海日前正式入股新普成為大股東,但是,事實上,雙方合作的真正著眼點其實不再是3C鋰鈷電池市場,雖然新普可以藉由鴻海之力進入如奇 美的手機等portable device市場,但這僅只是現階段對雙方都有實際貢獻的合作重點。

新普和鴻海攜手的主要目標,是希望在大陸路燈等LED照明市場尋求最大合作空間,2007年是雙方摩合期,預計2008年上半可以看到初步成果,新普在雙方架構的合作計畫中,負責的發展重心包括電池與太陽能板,太陽能板便是由新普和聯電合作的薄膜太陽能廠晶能負責,而新普自己負責的磷酸鋰鐵等相關鋰電池,便是為了儲能供LED路燈之用。

不過,新普不管與誰合作,都沒有未來有機會和A123發展為策略聯盟夥伴來得讓產業界驚艷。
A123以生產粉體的前端工作為主,自己在美國也有組裝據點,但為了應付龐大訂單,需要可以與其充分配合的Pack組裝廠與其全力合作,協助他們快速且高彈性的設計各種應用產品以支應市場的多樣化需求,過去,除了台灣的新盛力外,A123也交給大陸BAK比克設計26650 Cell,由力神生產18650 Cell,塗布coating則在韓國完成,這些大陸廠負責捲繞和封裝。
現在,A123也和新普在汽車領域開始合作,客戶選擇以通用和福特汽車等美系國際大車廠為主。

必翔無心插柳柳成蔭

必翔可說是目前台灣產業界在磷酸鋰鐵淵源最早的業者之一,然而,事實上,必翔進入磷酸鋰鐵電池產業純粹只是無心插柳柳成蔭的美麗意外。

現在在必翔旗下負責磷酸鋰鐵電池的是必翔電能,這家公司的前身是太平洋電線電纜董事長孫道存當年看好NB鋰電池而出資投入的太電電能,原本的鋰電池業務始終難有起色,後來便開始替A123和Valence等磷酸鋰鐵業者代工,可惜的是,太電電能並不知道自己和「金礦」為伍,最後難以苦撐而將公司賣給必翔。

必翔董事長伍必翔說,他們原本並不知道太電裡頭有磷酸鋰鐵。在買下太電之前,高度倚賴歐洲市場的必翔其實為了如何因應環保認證ISO14001的嚴格要求而傷透腦筋,因為,此標準將限制業者禁用鉛酸電池,只要歐盟各國嚴 格執行,以電動自行車起家的必翔將面臨最嚴重的情況,那就是1台也賣不出去,必須在最短時間內找到新電池來源便成了刻不容緩的生存之戰。
必翔意外發現,原來這家公司內部有3組人馬,除太電原先的鋰鈷和鋰錳等 創業團隊外,太電因為替A123和Valence代工電池等因素,公司裡經常可見這些公司在台美籍工程師出入,不過,讓必翔經營階層感到詫異的是,太電與這些外國公司簽訂一些相當奇怪的合約,包括台灣員工與這些美籍員工之間不可交談等。

伍必翔說,想盡辦法「送走」A123和Valence的人馬後,才得知這些公司在必翔電能的主要工作內容皆和磷酸鋰鐵電池有關,開啟了必翔較台灣科技業者較早投入此領域的大門。
必翔電能便結束原有的鋰鈷和鋰錳等電池事業,透過工研院的牽線和Phostech合作生產粉體,雙方逐步建立密切夥伴關係後,使必翔在電動自行車與醫療等領域可以獲得Phostech的最優先授權且保證足量供貨。必翔現在正計畫積極擴產,希望擴增比現在產能還要高出數十倍的產能,目前已在新竹工業園區找了1塊萬坪土地。

必翔未來將為英國郵政單位生產的電動三輪車便是採用磷酸鋰鐵電池,現在歐洲暢銷的磷酸鋰鐵3段變速26吋車款電動自行車,以1個體重約50~60公斤 的成年人來騎乘,電池充滿電可行駛20~25公里,每次充電約需1~1.5小時。
張貼留言