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「夢幻客機」波音787的鋰電夢魘
2013/01/18 10:53
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波音787「夢幻客機」連續在全球各地傳出驚悚的飛安事件,調查初步指向機上「鋰電池漏液」的問題連帶影響機電系統可能是最大關鍵。
事實上,鋰電池已經算是各類儲能電池中「相對安全穩定、生產過程低污染」的主要選擇。在全球整個新能源產業的體系中,除了「發電」之外,「儲能」的首選至今也仍是以「鋰電池」為全球主流。
這一次波音客機事件可能肇因於鋰電池問題,影響層面除了波音公司的聲譽及飛機新機種的設計方向之外,連帶衝擊最大的還是目前全球各地投入最多的「電動汽車」項目!
眾所皆知,全世界如火如荼各自崢嶸研發「電動汽車」,全車製造其中造價成本最高、技術層面複雜,且重量比例最重的就是「動力電池」環節;而「鋰電池」一直是研發應用的最主流。
在此同時,相較於車體的任何部分都是「極簡單、極便宜的事」!而「鋰電池安全性」,也確實一直是電動汽車至今最被期待能突破克服的關鍵環節!
於是,「飛機飛不了」的同時,卻也可能讓「汽車跑不了」!這次採取的也是高比重「電動飛機」的波音787客機事件,真正震撼到的的深層影響,其實涵括了從「新能源產業」、「汽車產業」範圍延伸直至「鋰電池製造業」。
當然,這也同時意味著「危機之後的絕對商機」!基於鋰電池這項產業中的技術瓶頸難點誰都也沒有比誰強,因此無論今後有誰掌握住1.「材料學及電化學當中的安全機制」,或者另一方面2.直接對鋰電池本身能透過某些「安全晶片」進行可信賴的控制,都將會是「從汽車到飛機,都將飛奔過來磕頭求救」,特別值得投資的標的方向。


一般我們身旁常見電腦、手機或小型圓柱的鋰電池,都是最基礎的應用範圍。台灣現有的鋰電池廠即使是上市公司,也都是生產這種小型規模的鋰電為主。
目前全球被真正認知為「產業主體」的鋰電池,其實是指數十到數百「安時(AH)」的大型「動力電池」。基於動力電池才有鉅額資本的投入,這當中也才有真正從「理論研發」到「生產製程」的實現難度,以及真正可觀的生產與市場規模。
鋰電池除了「充放電無記憶性」被熟知之外,目前全球各地之所以出現鋰電池的製造生產風潮,主要還是因為過往「鉛酸電池」的生產過程帶來極高的重金屬污染、致使全球先進國家政府都在致力於推動電池的革命汰換。一切原本屬於「鉛酸電池」範疇,乃至今後所需各類新的大型「動力電池」,至今都是鋰電池產業的最大利基且毫無所疑。
除了飛機、汽車之外,上到航空、下到地底的電池需求,以中國大陸所有「電信基地台」的儲能電池需求總量為例,一旦全部汰換原有的鉛酸電池,全亞洲所有大型動力鋰電池的每年生產總量,都還不夠供應「基地台」單獨這一個領域的更新所需!
然而,相較於市場的龐大需求,鋰電池本身卻不是「高科技產品」!鋰電池的「發電原理」極為原始簡略,幾乎到外人難以想像!一切仍是靠著電解液聚合物,在正負極材料中進行充放電。這可以從鋰電池的全球專利,絕大多數都是在源頭的「材料端」,而非中後段涉及技術、控制的「系統端」可以看出。(原理請參考維基百科)
而一旦任何材料品質的環節有所瑕疵或不夠穩定,由電能產生的熱能因素,乃至出現融化、滲漏、爆炸的意外,就在所難免了!


這一次波音787從「夢幻客機」變成「夢魘客機」,由於問題並非過往的「零組件問題」!鋰電池做為「禍首」雖然相對明確,但解決改善卻極為棘手!如今被美國聯邦航空總署(FAA)要求無限期停飛,直到原因查明改善。
基本上,鋰電池目前尚未有全球統一的「安全檢驗程序」或「國家安全標準」,產業界乃至學術界對此莫衷一是。這也使得這回即使是由日本著名的電池供應商「GS湯淺電池」供應電池來源,但以「湯淺電池」本身由自家鉛酸電池主業轉型鋰電池的時間並不久,究竟有多少材料、技術、生產、品管的絕對把握,乃至後續的解決改善能力,還很難說!(GS產品究竟是日本在地生產?或湯淺採購貼牌?尚待確認)
這也使得波音787,因為大量採用「電機儲能」的新架構,為了大幅「節能」而透過機內「儲能」系統,卻也同時讓鋰電池在瞬間的電壓承載、長期飛行的蓄電、供電的散熱控制上,帶來超乎常態的考驗!
鋰電池內部或許前期平穩難以預測,但因此負荷而產生原材料的急速衰變;這回有那麼多架日本航空班機在同一時期同時出現類似狀況,也正顯示鋰電池此項問題「超過專家們的想像」!
因此,想要看到波音787「夢幻客機」近期內重返天際遨翔,恐怕是非常夢幻的奢想了!

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