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工業技術研究院

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高能量及高安全樹脂固態電池

技術簡介

工研院開發出「高能量...(詳如圖說)
工研院開發出「高能量及高安全樹脂固態電池」,以高離子導電樹脂(NAEPE)材料取代易燃的電解液,具有難燃性、高溫循環壽命佳等特點。

由於鋰離子電池具有高電壓、高能量密度和長循環壽命等優勢,廣泛應用在智慧行動裝置、電動運輸載具、再生能源儲能系統等領域。為了讓電子產品可整合更多應用功能,及增加電動運輸載具可行駛的里程,電池能量密度與循環壽命規格的提升成為各方追求的目標。然而,傳統電解液易洩漏、易燃燒與易高電壓氧化性質,阻礙能量密度的推升,同時伴隨電池使用安全的疑慮。為改善上述問題,利用固態電解質取代有機電解液成為市場主流努力方向。

工研院研發之網狀聚醯胺環氧樹脂(NAEPE)介於膠態與固態之間,透過添加聚醯胺環氧樹脂添加劑(AEO)及起始劑,將現有電解液改質,不需加熱或使用 UV 光,在常溫下就可固化,保有原本電解液高離子導電度,同時改善高電壓穩定性。固化後的電解液,閃燃點溫度提高,具有難燃性、高溫循環壽命佳特點。採用 NAEPE 為固態鋰電池內部可像積木一樣進行串聯(cell to module),突破鋰電池單一結構限制,達到一個電池有 12V 的高伏特電壓。此技術克服目前全樹脂電解質需高溫固化,及較差離子導電度與電化學穩定性問題,加速固態電池的材料技術發展,同時落實技術產業化,帶動臺灣未來電動車輛與儲能系統產業的發展。此技術榮獲2020年全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)。

特色與創新

  • 為解決高能量鋰電池安全性,開發出固態電解質「網狀聚醯胺環氧樹脂」材料,可取代易燃電解液,此樹脂也可作為黏著劑與陶瓷材料複合使用。

  • NAEPE在常溫下即可固化,具有高離子導電度及高電壓穩定性。固化後的電解質提高閃燃點溫度,具有難燃性、高溫循環壽命佳。

  • 此技術榮獲2020全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)。
  • 應用與效益

    採用NAEPE的固態鋰電池可以在內部進行串聯(Cell To Module),突破鋰電池單一結構限制,達到1個電池有12V的高電壓,對後段電池模組可省下串並聯組件,易於電池模組設計。此外,NAEPE製程操作容易,可快速導入現有電池製程,目前已與數家國內電池業者合作,帶動臺灣未來電動車與儲能系統產業的發展。為全球提供高能量密度兼具安全性之固態鋰電池,推動綠色永續發展。

    工研院研發之「高能量...(詳如圖說)
    工研院研發之「高能量及高安全樹脂固態電池」榮獲2020全球百大科技研發獎。

    2020全球百大科技研發獎獲獎 - 高能量及高安全樹脂固態電池

    工研院開發出「高能量及高安全樹脂固態電池」。



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