作者：LaTanya Schwalb
製造商和車廠 (OEM) 落實安全、性能和永續發展的四個最佳實務
過去五年來，我們不僅見證了電動車 (EV) 銷量急遽成長，且全球電網的能源儲存容量也大幅增加。而電池正是這兩股趨勢的核心 ── 因為電動車和能源儲存系統使用的電池共享了關鍵特性，並且由許多相同的製造商生產。2030 年前，電池的部署將繼續加速，國際能源總署 (IEA) 即預估全球能源儲存容量需要有六倍的擴增1，包括電池儲能規模須達 1,200 GW，才可實現關鍵氣候目標。
能源儲存系統快速商業化的複雜挑戰
隨著電池技術的商業化且規模化，從電池化學到其應用範疇的各方面若干挑戰接踵而至：
安全
電池系統的未能妥當處理、製造缺陷和運作失效等狀況，皆可能導致火災和爆炸，而使得整個製造環境及終端用戶、第一線救援人員及其他相關方暴露在重大風險中。
環境衝擊
針對電池的棄置和回收，採取負責任的設計、採購、製造和管理，有助於將製造流程對環境造成的衝擊降到最低。
性能
有鑑於電池的設計和性能指標何其廣泛，加之電池的條件會因裝設在不同環境和應用而異，因此通常必須要以許多不同的方法評估整個系統、電池組和電池芯，才能充分評估潛在問題。
符合持續演繹的標準
隨時掌握不斷演變的法規和認證框架，是電池系統符合安全、環境和性能要求，以獲得市場接受的關鍵。不過這些框架通常會隨著基礎技術的演化而更新，因此為製造商面對的情勢增添複雜。
所有的這些面向皆對現實世界帶來了影響。近期的作業事故包括了在南韓發生的廠內電池起火2，以及在紐約市因為安裝在電動自行車的這類電池成品引發的火災3…等，皆造成了慘重傷亡。
面對永續發展，電池創新者如何提高電池安全和性能
在此即針對製造商和車廠在擴大電池能源儲存的製造部署時，對能夠提高安全和性能，並推動永續發展方面，提供幾個可納入的主要考量。
安全測試
製造商可以主動與合格的第三方機構共同合作產品的測試和認證，以向市場推出更安全的電池系統。測試的主要項目包括：
- 熱失控測試：在可能導致電池芯過熱，並潛在延燒到其他電池芯，或會造成火災或爆炸等條件下，進行電池測試。
- 短路測試：測試電池對內部和外部短路的反應，以幫助預防其他安全危害。
- 過充/放電保護：測試電池，評估其應對過度充放電情況下且不會失效的能力。
性能測試
為了有效評估性能測試可能會涉及的各種特性和條件，許多製造商會與合格的第三方機構一起進行性能參數的測試，包括：
- 循環壽命測試：在電池容量下降到低於可用閾值前，測試其充放電循環次數。
- 容量和能量密度測試：測試和量測電池可容納的總電量，以及單位重量或體積的能量。
- 功率密度測試：測試電池的能量傳遞速率。
嚴謹的品質控管
電池的領導廠商鎖定的品質控制系統與流程持續改善，是從製程線上測試一直到最終檢驗 ── 而這在技術進步，且安全與性能法規、標準及認證隨之演變下尤為重要。
環境和永續發展實務
製造商也可以透過優先分析其製造和營運過程對環境的影響，包括藉由進行生命週期評估、提高資料的透明度，以及開發適合在其他應用中回收或安全再利用的產品，予以自身差異化定位。
隨時準備好面對持續變化的電池挑戰和機會
在新的問題和挑戰接踵而至之際，「主動性」有助於製造商和車廠在電池領域中保持領先優勢。舉例而言，當製造商與車廠打算將更大型的電池組和系統推入市場時，新穎的測試能力和足夠專業的測試設施即成為針對產品所有潛在應用，充分測試安全及性能的必要舉措。
UL Solutions 可協助製造商評估和測試其產品是否符合特定標準，同時透過工作小組的參與，在技術進步之際，隨時掌握新標準和認證要求的發展狀態。我們不斷開發新的服務，如在美國的密西根州奧本山建置的全新電池測試場域，以回應市場變化，並有助於製造商與瞬息萬變的產業景貌保持同步，進而持續地將性能經過實證的安全產品帶到市場。
資料來源
1 IEA 新聞 | 電池應用的快速擴展，是實現 COP28 設定的氣候和能源安全目標之關鍵：https://www.iea.org/news/rapid-expansion-of-batteries-will-be-crucial-to-meet-climate-and-energy-security-goals-set-at-cop28
2 NFPA | 南韓工廠致命大火突顯電池監管效益必須有所提升：https://www.nfpa.org/news-blogs-and-articles/blogs/2024/06/24/south-korea-battery-factory-fire-highlights-need-for-better-battery-regulation
3 紐約市政府 | 為了預防致命的鋰離子電池火災，並實現 eBike 的充電和使用安全，Adams 市長採取全新措施：https://www.nyc.gov/office-of-the-mayor/news/574-24/mayor-adams-takes-new-actions-prevent-deadly-lithium-ion-battery-fires-promote-safe-e-bike#/
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