取代電容器?陶瓷系全固態電池潛力大

鉅亨網編譯陳達誠

被視為電池界明日之星的「全固態電池」,由於具備不易燃、安全性高、容量大等優點,到目前為止,在相關話題上,也往往只侷限在電動車 (EV) 的應用上。目前全固態電池尚處開發階段,多數商品化的產品只有數毫米大小,然而確隱藏了無限潛力,有可能替代電容器在電路設計上的角色,或在 IoT 及穿戴裝置上大顯身手。

2019 將有可能成為全固態電池元年,繼 TDK(6762-JP) 於日前展開每月 3 萬顆的樣品出貨後,日本國內的 MLCC 及積層晶片電感元件製造商們也先後投入陶瓷基底的全固態電池研發行列。包含在陶瓷技術上擁有優勢的 NGK(5333-JP) 也在一般消費市場上投入了「半固態電池」產品。

過去在電路版上多使用鈕扣電池,來作為即時時鐘 (Real Time Clock,RTC) 等裝置的電力來源。和目前的全固態電池相較,雖然在電流量上具有優勢,但是體積較大,還有電池漏液造成裝置損害的風險。

陶瓷系的全固態電池在產品特性上可耐高溫,也可取代電容器類的元件,將大大改變電路設計上的思維。而在電流上的缺點,則可透過裝載複數的全固態電池來解決。加上現今消費者已習於每天對電子裝置進行充電,電容量小的問題也隨之克服。

陶瓷系的全固態電池的電壓一般只有 1.4 – 2 伏特,在需要較高電壓的裝置上,也同樣可透過裝載複數電池來解決。

此外,因為不怕高溫環境,在形狀上的自由度也高,適合使用在車用電池、穿戴裝置、IC 卡等各式大大小小的裝置上。

日前 NGK 就推出了厚度只有 0.45 毫米的薄型陶瓷系全固態電池,可放進 IC 卡中,賦予卡片指紋辨識、藍芽通訊、顯示 QR Code、通知用戶卡號遭盜用、重新發行新卡號等功能。

加上多數的陶瓷系全固態電池,較尺寸大小幾乎相同的 MLCC 多了數百倍的電流容量,或是只有超級電容 (EDLC) 1/100 的體積,都讓陶瓷系全固態電池充滿替代電容器角色的可能性。

關於這方面,廠商有無生產電容器,在看法上就相當分歧。以 MLCC 為事業重心的村田製作所 (6981-JP) 等業者就認為,「就高溫環境而言,有替代電容器的可能性,但是與 MLCC 所扮演的角色及特性不同,在運用上應適才適所」。

而不生產電容器的 FDK(6955-JP) 該公司執行董事兼全固態事業推進準備室長庄瀨知行表示,「想要發掘 (陶瓷系電池) 可以取代 MLCC 等元件到什麼程度」。