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电池技术新趋势解读:安全与容量角力战

导读: 以目前锂电池市场而言,随着高功率(高电流输出、高容量)、大型化,以及电动车等车载应用普及,锂电池的安全度也成为当前最重要的课题。

  随着电子产品成为生活中的必备品,从手机、平板到笔记型电脑,电池成为一种必备工具,使用这些随身产品,离不开电池,所以,学术界与业界除了持续开发更方便以及更加轻巧的电子产品,也同步持续研发电池技术。

  以目前锂电池市场而言,随着高功率(高电流输出、高容量)、大型化,以及电动车等车载应用普及,锂电池的安全度也成为当前最重要的课题。

  锂陶瓷电池超薄可弯

  国内目前最受到瞩目的电池技术,就属辉能科技的FLCB(FPC Lithium-Ceramic Battery)超薄软板锂陶瓷电池,该种电池有0.32~0.36mm超薄厚度,并可进行15~17mm的弯曲,且就算破损、打洞后也不会产生火花或爆炸,相当安全。

  辉能科技表示,FLCB超薄软板锂陶瓷电池可结合手表等,用于3C产品、绿能、电动车、穿戴式配件或NFC等领域,像是搭配HTC One max手机推出的“HTC Power Flip Case可翻式电源扩充保护套”应用此技术,让手机壳化身行动电源。

  工研院STOBA不起火

  除了小型装置的电池安全,电动车电池安全已成为全球瞩目焦点,在日本锂电池产业有如教父级地位,更在2014年获美国科学院颁发素有工学领域诺贝尔奖之称的“查尔斯?斯塔克?德雷珀奖”(Charles Stark Draper Prize)的西美绪先生则说,“锂电池使用的是有机电解液,但往往因电池的不当使用而引发爆炸或起火”。

  工研院研发出可防止锂电池爆炸的高安全性电池材料STOBA,9月底授权日本亚太三井化学独家制作及销售专利使用,并将在2016年在台成立STOBA生产据点,预计将可大幅提升锂电池安全保障。

  工研院表示,STOBA是一种奈米级树枝状结构的高分子化合物,当锂电池发生异常,产生高温时,会形成一道薄膜阻隔锂离子间的流动,稳定锂电池,可抑制电池内部的温度上升失控,避免爆炸。

  Silican延电池寿命

  以上研究多半着重于电池的安全性以及外观的改变,而成大与业界合作的台湾新创团队Silican正着手研究关于延长电池寿命的关键。该团队发现目前次世代矽电池中,其实电池寿命的关键在于内部原料矽(Silicon)的缩放特性。

  Silican技术长李奕錩表示,目前商用锂电池以石墨碳粉为主要负极材料,目前单一规格内容量已经达到上限(360mAh/g),替代材料矽虽然可以达到3,900mAh/g的超高容量,但是因为矽于充电时会破裂,造成分子损毁,进而造成这种电池的不可逆以及循环寿命过短的问题。

  Silican执行长郑尹玮指出,该团队长期专注材料研究,发现了上述的破坏机制,也研发出减缓这项破坏机制的关键,目前开发出来的产品可以让矽为原料的电池,容量达到2300mAh/g,也让循环次数超过200次,目前仍然持续测试,预计明年初可完成500次的循环验证数据。

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