【綠色觀點】液態鋰電池競爭者出列!四局下半即將登場的電池 ...

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固態電池改用固態電解質,因此可以避免漏液的問題,且因固態電解質具有較強的阻隔正負極效果,較不易生成鋰枝晶而造成短路,安全性自然較高。

能量密度的部 ... 集團資訊 關於我們 集團介紹 我們的團隊 旗下媒體 關鍵評論網 everylittled. INSIDE 運動視界 Cool3c 電影神搜 未來大人物 歐搜哇 商益 旗下節目 多元服務 Ad2 Taketla拿票趣 關鍵議題研究中心 Cr.ED ShareParty 達思智能科技 士奇傳播 與我們合作 內容行銷與廣告業務 異業合作 原創內容暨內容媒體業者合作 加入我們 新聞中心 專欄 【綠色觀點】液態鋰電池競爭者出列!四局下半即將登場的電池選手 2022/05/04 綠學院 電動車 、電池 、固態電池 、液態鋰電池 磷酸鐵鋰和鋰三元電池的運作邏輯都是讓鋰離子像游泳選手一樣,在電解液中游泳,前者壽命長、安全性高、成本低廉,但能量密度低;後者能量密度高能支援快充,但壽命短、安全性不高。

於是,這就給了固態電池一個機遇。

評論 Shutterstock/TPGImages 評論 原文刊登於綠學院,INSIDE經授權轉載。

本文作者李旭弘,一個理工門外漢,卻一路走在電動車浪潮的風口浪尖上。

大跨度歷練消費電子、工業電腦、電動車、儲能等產業,見證臺灣車企自主品牌的由盛轉衰,最後投入電動車固態電池的市場開拓,冷靜剖析市場趨勢,熱情推動市場發展,現擔任輝能科技戰情室經理及綠學院綠色帶路人。

如果前些年有人跟你說,有一種電池比鋰電池更厲害,能量密度更高、壽命更長、充放電速度更快,而且成本更低,那麼他一定是在騙你。

科技進步到哪,我們就進化到哪,我今天可以放心地用綠學院常說的「演化思維」跟你宣布,經過十多年的研發,終於有一種電池接近上述的各項驚人特質,而且近幾年陸續開始小批量試生產,預計在未來十年內可以量產,挑戰稱霸世界近三十年的液態鋰電池(LithiumIonSecondaryBattery),這顆閃亮的星星就是固態電池!我們之前文章《如何判斷電池技術大突破是世紀大騙局還是真革命?》為你分析六個判斷電池技術潛能的基本邏輯:高能量密度:能量密度指的是在一個固定的體積下,可以釋放多少能量,你可以理解成你拿著兩個同樣大小的寶特瓶,一個寶特瓶裝汽水,另一個寶特瓶裝汽油,後者的能量密度自然是高於前者。

業界除了體積之外,重量也是另一個衡量的標準壽命長:充放電次數多,電池與車同壽,同時也減少廢棄物充放電速度快:一來透過較快速的放電提供足夠力量推動你的車子;二來急用時能較快速的速度補充電能耐熱耐寒:最好能適應極端氣候,否則在冰天雪地裡電池掛了,車子就不能開了安全性高:通常指的是不容易爆炸,這你可能覺得是天經地義,但要知道安全則代表材料必須穩定,而穩定通常意味著能量密度低,這兩者之間有矛盾,必須取得平衡達到可商業化的成本:研發階段成本一定很貴,但落地到可商業化的規模,就要評估這個材料降價的潛能要找到能符合以上所有條件的電池,就像找到超完美嬌妻一樣,目前人類能找到最接近的,沒意外,就是鋰電池。

因此,磷酸鐵鋰和鋰三元電池以秋風掃落葉之勢攻佔幾乎所有的儲能電池及動力電池市場,在動力電池方面,鋰電池是目前全球各大汽車集團偏愛的主流電池配方。

鋰電池是目前全球各大汽車集團偏愛的主流電池配方,但層出不窮的電動車火燒車事件卻讓大家很頭疼磷酸鐵鋰和鋰三元電池的運作邏輯都是讓鋰離子像游泳選手一樣,在電解液中游泳,前者壽命長、安全性高、成本低廉,但能量密度低;後者能量密度高能支援快充,但壽命短、安全性不高。

以特斯拉為例,雖然使用最頂尖的Panasonic電池技術,能量密度也即將接近現有液態鋰電池技術的極限,但層出不窮的火燒車事件,一個官司就可能讓車廠傾家蕩產。

車廠要對其設計負責,因此他們其實很頭疼。

儲能系統比較常用磷酸鐵鋰電池,因此純電池發生火災的事件較少,但韓國過去兩年有超過三十起儲能系統火災,新聞討論多關注鋰電池安全性。

不管是不是真的是電池造成火災,這些層出不窮的事件都直指一個問題,就是我們必須想辦法讓鋰電池更安全。

固態電池解決了當前困擾鋰電池,尤其是動力電池產業的兩大根本痛點:安全問題和能量密度於是,這就給了固態電池一個機遇。

其實固態電池也是鋰電池家族成員之一,只是一般鋰電池電解液是液態,而固態電池使用的電解液則是固態,因此命名與液態電池區隔出來。

固態電池看似只是換了一種電解液的形態就如此被重視,就是因為其在理論上解決了當前困擾鋰電池,尤其是動力電池產業的兩大根本痛點,即安全問題和能量密度。

固態電池改用固態電解質,因此可以避免漏液的問題,且因固態電解質具有較強的阻隔正負極效果,較不易生成鋰枝晶而造成短路,安全性自然較高。

能量密度的部份,由於固態電池的安全性,故正負極可以選用能量密度更高的材料,例如負極採用鋰金屬或是正極採用NCMA混合物等,使其能量密度有機會超過鋰三元電池。

不過我們也可以想像到它的侷限,因為鋰離子就像游泳選手一樣,不斷在正、負極間來回游動,當鋰離子必須在固態介質內游動時,速度一定會比較慢,所以一般固態電池較不適合用來快速充放電,這就是它必須突破的挑戰。

三種固態電池技術路線根據固態電解質材料的不同,目前產業界將固態電池分成聚合物、硫化物和氧化物三大技術路線,其中聚合物屬於有機高分子電解質,硫化物與氧化物屬於無機陶瓷電解質。

・技術路線一:聚合物聚合物電解質主要由聚合物基體與鋰鹽構成,當你讓它處於高溫狀態時,鋰離子游得比較快,所以把配方和溫度調一調,就可以得到高能量密度,因此成為最先實現產業化的技術方向。

但這種電池的最大缺點是它得保持在加熱狀態才能保有較佳的效能,現在碳中和的壓力這麼迫切,除非都用綠能加熱,否則這條技術路線離商業化仍有一定距離。

・技術路線二:硫化物無機陶瓷電解質包含硫化物與氧化物,其中硫化物的活性較高,不需額外進行加熱,但缺點是電解質和正負電極之間的界面電阻較高,鋰離子游動的速度會比較慢,充放電速度較差。

除此之外,硫化物還有兩大缺點,硫化物固態電池接觸空氣容易產生有毒性的硫化氫,如何維持安全穩定性及避免與空氣進行化學反應是一大要點;加上硫的高活性,生產設備及生產環境的特殊需求將造成高昂成本,這都對未來的量產帶來隱憂。

・技術路線三:氧化物氧化物電解質最大的優點是安全,因此在三大技術路線中,它的安全性最高,但研發難度也最高。

氧化物固態電池一旦破裂毀損後,不會產生硫化氫,但因活性不如硫化物,因此鋰離子游動的速度更慢,充放電速度相較於聚合物及硫化物較差。

看到這裡,你可能覺得這三條技術路線都看起來都還只在研發階段啊,怎麼可能挑戰液態鋰電池,先別急,下一篇,我們繼續來為你分析他們現在各自的發展狀況,以及在哪些應用場景已經有他們的足跡。

責任編輯:Mia 核稿編輯:Chris加入INSIDE會員,獨享INSIDE最精采每日趨勢電子報,未來還有會員專屬內容。

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趨勢 電子病歷上雲法規正式上路!EpicCloud帶醫療業齊聚上雲 2022/07/28 廣編企劃 人工智慧 、機器學習 、資訊安全 、遠距醫療 、醫療法規 、聚上雲 、電子病歷 、醫療AI 、醫療資訊系統 新版電子病歷法規已由衛福部正式公告上路,未來醫療機構數位化時面臨的各種專業需求,都能從專業雲服務商EpicCloud聚上雲和GoogleCloud團隊得到專業的技術支持,讓醫療產業放心又安心。

評論 SPONSORED PhotoCredit:聚上雲 評論 新版電子病歷上雲法規已正式上路!「新版醫療機構電子病歷製作及管理辦法」於今年7月18日由衛福部公告,將開放醫療院所委外建置電子病歷資訊系統,並可以使用雲端服務來處理電子病歷資料,同時建置電子病歷交換平臺,全面推動無紙化。

衛福部接下來將開放雲端服務業者申請審核,審核條件參考國際醫療資料交換標準,納入FHIR互通認證,以及歐盟個資法GDPR之相關規範,審核後公布合格業者白名單,並滾動式調整監管約束。

PhotoCredit:衛福部衛福部公告之修正「醫療機構電子病歷製作及管理辦法」。

EpicCloud聚上雲團隊,針對本次新法規上路,整理以下要點服務委外的部分,允許醫療院所委託大專院校、法人、機構或團體建置和管理電子病歷資訊系統,並簽訂書面契約,明訂委託事項範圍、受託機構的權利義務,以及標準作業機制、資安保障機制等。

但有以下3種例外情況,雙方可不必簽訂契約,分別是受託機構為所屬醫療法人或其他法人附設醫院、所屬學校之其他醫院,或是所屬機關設立的其他醫院。

關於使用雲端服務,規範要求醫療機構使用雲端服務,或是委託受託機構提供雲端服務時,必須採取風險管控措施、避免業務中斷,並要監督雲端業者,更需具備資料移轉機制──也就是當雲端服務停止或終止時,得將資料移轉回委託機構或其他雲端服務業者。

至於電子病歷交換平臺的建置,則需由經主管機關認可的公私立機構設置電子病歷交換平臺,促進跨機構的資料交換。

在無紙化的努力上,允許醫院將同意書、院內紙本病歷,以及與電子病歷並存的相關文件,以電子方式轉錄、蓋電子簽章封存,即視為電子病歷。

針對電子病歷上雲,衛福部指出三大目的:醫療AI、資安、遠距醫療在近三年來,衛福部多次公開宣告電子病歷上雲目的,譬如在推動醫療AI發展的路上,開放上雲是不可避免的,否則發展將會受限。

另外,許多小型的醫療院所並沒有配置IT人員來處理電子病歷相關系統,選擇交由雲端業者代管,則可透過業者專業的資安機制來增強系統的資安。

衛福部常務次長石崇良亦指出,讓電子病歷上雲,是實現遠距醫療法規修正的起點。

衛衛福部希望在今(2022)年底前,完成通訊診察治療辦法的修改,以放寬遠距醫療的適用範圍、適用身分和使用情境,同時簡化相關行政流程。

PhotoCredit:聚上雲台灣醫療照護業・上雲絕佳選擇:GoogleCloud+ EpicCloud聚上雲隨著醫療機構數位化程度提高,醫療從業人員日漸輔以科技來下診斷、開藥和管理病歷,持續提升數位醫療平台的品質和穩定性,成了各家醫療院所的必要任務。

根據Google調查,醫師普遍認為解決資料相容性、迅速且精準存取完整的醫療紀錄是最重要的,同時,這也為提供個人化照護帶來助益。

針對醫療產業如何在數位轉型的同時,兼顧資訊安全、病患隱私與政府法規,GoogleCloud提供了完備的解決方案與架構,以滿足上述需求。

除此之外,GoogleCloud亦回應衛福部推動電子病歷上雲的三大目的,並提出相對應的解決方案:醫療AI:提到人工智慧技術,Google是目前該領域的領先者。

在「大數據」技術普及之前,Google早已透過搜尋引擎服務處理大量使用者的瀏覽行為。

另外,Google自建機房、資料儲存與分析方法,則持續從這些資料原油中,以強大的資料科學和運算專業,提煉出真正具有商業價值的資訊。

其中,GoogleCloud的大數據分析利器──BigQuery,可快速分析巨量資料,減輕醫療院所資料管理的負擔;而ML(機器學習)的功能,則可協助醫師做出更精準的診斷與治療。

簡言之,Google在AI/ML和資料運算的領先地位,可以協助醫療產業的AI應用就如同站在巨人的肩膀上,迎來易用且快速的數位轉型。

資安:GoogleCloud的安全性模型、全球規模基礎架構,以及獨有的創新技術,可協助確保病患的資料安全無虞,且符合法規要求。

其中包含了值得信賴的雲端基礎架構、預設即加密靜態和傳輸中的資料、Cloud法規遵循、資料隱私權及資訊公開等。

遠距醫療:有別於其他公有雲業者,GoogleCloud是目前唯一在台灣擁有落地資料中心的廠商,使用戶在使用GoogleCloud的各式服務時,能更快速地存取所需資源。

另外,Google也是少數完全自行架設網路海纜的業者,遍佈世界各地的纜線對於需要低延遲、高可用性的遠距醫療平台而言,可謂一大利多。

除此之外,醫療用資訊系統還必須具備高容錯度,能承受各種突發的高流量,因此需要伸縮能力高的軟體架構,才能持續穩定運行。

另一方面,醫療從業者時常需查詢各種跨系統的檢驗報告,若能將系統程式以微服務的方式,分成許多小元件服務後再加以整合,將會更有利於管理,也能隨插即用。

為了將醫療資訊系統遷移到穩定、彈性的雲地混合和跨雲環境,GoogleCloud的另一項優勢即為Anthos+Kubernetes平台,可協助醫療產業簡化微服務部署、管理、測試和監控的IT工作。

基於Anthos能自動安裝Kubernetes的最新修補程式(含系統更新或程式錯誤修正),客戶的資訊團隊得以輕鬆應用Kubernetes的高穩定性和高伸縮度,且無需擔心系統管理的問題。

在台灣,您可以即時聯絡到專業雲服務商EpicCloud聚上雲和GoogleCloud團隊,並得到專業的技術支持,讓醫療產業放心又安心。

PhotoCredit:聚上雲針對上述提到GoogleCloud在醫療產業所提出的相關解決方案及優勢,您可以參考下列內容和連結:GoogleCloud混合雲地平台解決方案-Anthos: https://cloud.google.com/anthos醫療照護的10大祕訣: https://support.google.com/a/users/answer/9282742?hl=zh-Hant讓團隊成員能夠提供最佳的病患照護服務及加速生命科學創新: https://workspace.google.com/intl/zh-TW/industries/healthcare/Google如何協助醫療照護產業因應COVID-19疫情: https://cloud.google.com/covid19-healthcare?hl=zh-tw關於EpicCloud聚上雲 EpicCloud聚上雲,以雲端驅動企業數位轉型的專業團隊,提供「雲地整合」、「雲服務」、「雲應用」的顧問諮詢和軟體開發解決方案,並運用GoogleCloud與AmazonWebService(AWS)的「大數據分析」和「機器學習」之服務,陪伴企業實現數位領先,是GoogleCloud與AWS在台協助企業成功上雲的強大推手。

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