創新平台/這層保護膜 幫鋰電池續命

ChemSEI-Linker技術,

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,能延長鋰電池壽命。 工研院/提供 分享 facebook 2009年冬季,

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,佛羅里達州奧蘭多城的舞台上,

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,工研院研發團隊以鋰電池防爆剋星STOBA,

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,獲頒有「科技界奧斯卡」美譽的全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)。獲獎同時,

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,工研院團隊也正展開另一項秘密武器的研發——可望改變未來鋰電池生態的ChemSEI-Linker(化學SEI改質長續航力電動車鋰電池)。工研院材化所研究主任吳弘俊形容,

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,如果說STOBA是鋰電池「奈米級的保險絲」,

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,那麼ChemSEI-Linker就像鋰電池的「SK-II」,

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,可讓鋰電池「永保青春美貌」。這項傑出的研發成果,也在今年再度入圍2017年全球百大科技研發獎。回顧ChemSEI-Linker的研發契機,其實有些無心插柳的成分。開端在於STOBA獲得百大科技研發獎後,研發團隊仍不斷發想,除了安全問題,還能為鋰電池做出哪些貢獻?有天材化所所長彭裕民提到,目前民眾購買電動車的一大疑慮,就是電池壽命不夠長。鉛酸電池壽命約僅有兩年,即使是鋰電池,壽命也頂多三、四年,若能幫鋰電池延長壽命,將可為電動車發展帶來極大的突破。鋰電池充放電時,會形成一層名為SEI(固體電解質界面膜)的薄膜。吳弘俊形容,這層薄膜持續積累,就如同人的皮膚隨著年齡增長、風吹日曬,會導致角質層增厚、雀斑與皺紋增生一般,將加速電池老化的速度。因此,為鋰電池「續命」的關鍵,就是要解決SEI沉積的問題。研發過程中,團隊不斷尋求適用於所有鋰電池製程的改質材料,即使採用每鍋要價數萬台幣的電池材料也毫不手軟,為了實驗不知報廢過多少次。經過六、七年來不懈的嘗試,以及與台科大、中央大學、中興大學等學界攜手進行材料表面分析的結果,團隊終於研發出可一體成型、具多重機能的特殊組合結構體-ChemSEI Linker。這項材料技術可以結合STOBA防爆材料,不僅能解決第一代STOBA在某些電池廠製程的相容性問題,更具有延長電池壽命和高安全的功效。吳弘俊形容,一旦將ChemSEI-Linker加入電池正極材料,就像為肌膚擦上保養品,即使面臨風吹日曬、高溫等不利的環境,仍能為鋰電池形成一層保護膜,減緩鋰電池的「老化」,讓鋰電池充放電次數增加、壽命更長。電動車使用的鎳鈷鋁酸鋰(NCA)18650圓筒型電池,經過ChemSEI-Linker改質後,以最嚴苛的條件進行循環壽命測試,其壽命可達1,400次,較未改質材料的電池壽命延長約70%;若使用經ChemSEI-Linker改質的鎳鈷錳酸鋰(NCM)三元的26Ah大方罐電池,循環壽命可大於4,000次,較未改質材料的電池提升33%以上。由於電動車幾乎有一半成本在於電池,因此如何延長鋰電池的壽命,對電動車廠商非常重要。工研院在經濟部技術處科技專案支持下所研發出的ChemSEI-Linker,目前已與能元科技、喬信科技旗下的動能科技合作,有機會導入國內如Gogoro和中華汽車e-moving等電動機車廠商的鋰電池,同時也正在和業者積極合作國產電動巴士以及大型儲能系統等應用。,

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