可挠式锂电池技术迈大步改搭固态电解质迎市场需求

2015-05-04 09:55

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导读： 可挠式锂电池技术进展迈大步。锂电池改搭固态电解质，不仅能改善传统液态/胶态电解液容易外溢与高温易燃的问题，亦可达成高挠曲度设计目标，迎合穿戴式电子产品对薄形、可挠及高安全性的需求，可望开启新的应用商机。

　　可挠式锂电池技术进展迈大步。锂电池改搭固态电解质，不仅能改善传统液态/胶态电解液容易外溢与高温易燃的问题，亦可达成高挠曲度设计目标，迎合穿戴式电子产品对薄形、可挠及高安全性的需求，可望开启新的应用商机。

　　锂电池技术已发展20多年，但至今仍存在一个且唯一的问题是：有没有更好的电池呢？随着物联网、穿戴式电子应用市场兴起，锂电池更面临新的技术门槛--微小化，此一需求让“可弯曲”锂电池继弯曲萤幕和弯曲面板之后，成为穿戴式或各类软性电子装置成功的最后关键拼图。

　　与此同时，由特斯拉(Tesla)带动成长的电动车(EV)热潮，正面对频繁的爆炸意外事故，导致锂电池供应商须克服另一个无法回避的难题：锂电池安全性。至于已成日常生活必需品的IT产业智慧型手机也在功能不断增加整合下，突显使用续航电力不够、使用不便利的问题，这些新的发展需求皆刺激锂电池技术革新。

　　满足安全/可挠式设计固态锂电池应运而生

　　因应上述设计挑战，锂电池厂商已提出固态锂电池解决方案，可达成更轻薄、安全、潜在能量密度更高，且可以弯曲贴附在人体或各种曲面机构的特性，成为IT、穿戴电子制造商和车厂关注的目标。

　　固态锂电池是指采用固态材料制作而成的技术，与现有技术最大的差异，在于将液态/胶态高分子电解液，改为固态电解质(图1)。目前市面上众人皆知的锂电池，因为采用液态/胶态高分子电解液，所以容易燃烧、漏液、高温时会溶解、低温时会盐携出，但固态电解质耐高温、不可燃的特性，使其热稳定性高，不会有起火、爆炸或过热等安全性问题，当然也没有漏液的可能性，电池正负极亦不溶解或盐携出，具有极高度的安全性。

可挠式锂电池技术迈大步改搭固态电解质迎市场需求

　　图1　锂电池液态/固态电解质比较

　　新型固态锂电池正负极化学材料部分，则可与现有锂电池技术共用，甚至因为改用固态电解质，而能实现一般锂电池所无法使用的材料设计，如碳化矽(SiC)薄膜，或锂金属(Lithium-Metal)负极，具有可提升电池性能的优势。更重要的是，由于采用薄膜(Thin Film)或厚膜(Thick Film)的关系，使得固态锂电池也具有高度的挠曲能力，可以反覆自由弯曲(图2、3)，成为穿戴式电子成功的最后一哩。

可挠式锂电池技术迈大步改搭固态电解质迎市场需求