工研院7日宣佈成立「高安全性鋰電池STOBA聯盟」，並揭示「高安全性鋰電池STOBA識別標章」，帶領台灣電池產業提前佈局新興電動車市場，希望在各界的努力下，協助台灣電池產業前進全球前三大，並建立鋰電池高安全標準，在2020前創造1500億元的投資，5萬人就業機會。
圖一、工研院7日宣佈成立「高安全性鋰電池STOBA聯盟」，並揭示「高安全性鋰電池STOBA識別標章」。圖為首次揭示的高安全性鋰電池STOBA商標，代表揭牌貴賓：車研聯盟吳東權主席 （右起）、新普科技宋福祥董事長、經濟部技術處林全能副處長、工研院李鍾熙院長、能元科技辜成允董事長、Yamaha淵上渡總經理 與工研院材化所劉仲明所長
工研院為加速協助國內產業進行轉型與升級，提高優勢與競爭力，積極發展電動車與鋰電池綠能產業，此次「高安全性鋰電池STOBA聯盟」的成立，由工研院整合國內電池產業上、中、下游，包括新普、能元、有量、威力、精極、動能、興能等二十家廠商，是國內電池產業大規模的水平整合。台灣電池龍頭大廠能元科技辜成允董事長表示，預計將於2010年第四季量產高安全性STOBA車用電池。
聯盟召集人工研院材化所副所長彭裕民表示，聯盟的主要工作為協助台灣電池產業發展，研發團隊將持續開發更安全的鋰電池技術，也讓廠商能儘速建立高安全性STOBA材料與鋰電池製造生產能力；同時逐步推動國際安全標準規範及測試技術，除建立電動車輛產品安全規範，更將加強台灣電池產業的差異化，協助台灣廠商提升國際競爭力。
工研院創新研發的高安全性鋰電池STOBA技術，在2009年獲得全球百大科技獎後，已經受到鋰電池與材料大廠A123 System、電池大廠Panasonic關注，並展開合作洽談，尋求合作可能。
高安全鋰電池STOBA技術之相關文章如下：
■ 高安全性鋰電池材料
鋰離子電池的高能量密度、高功率密度、長時間使用壽命等優勢，使其在目前的3C及電動車市場中，已成為不可或缺的重要替代能源，且鋰電池如何在這些應用產品上安全地使用，更是一熱門的話題。目前工研院材化所研發出可使用在鋰離子電池中的奈米高分子材料STOBA(Self-Terminated Oligomers with hyper-Branched Architecture)，除了可大幅提升鋰電池的安全性之外，更維持鋰電池的基本電性及高溫中的循環使用壽命，因此該技術獲得2009 年譽為『產業創新奧斯卡獎』的全球百大科技獎(R&D 100 Awards)，此殊榮讓台灣鋰電池產業站上國際舞台，為國爭光。
鋰離子電池熱失效及機制探討
1990 年Sony Energetic Inc.克服鋰金屬本身活性高、不安定的特性，將其應用於商品上，鋰離子電池開發至今，已經廣泛應用在各類產品，各單位學者為了能使其更安全地被應用，必須開發出穩定的電池設計，包含電池材料及外部電路設計等，以利電池進行過度充放電(Overcharge)、針刺(Nail)等安全測試時，能大幅提升安全之特性，且為了能符合真實生活會遇到之各類條件，安全測試一般區分為外部環境（高溫測試(Oven Test)）、電池性能（過充測試(Overcharge Test)）及機械性能（外部短路測試(External Short-circuit Test)及穿刺測試(Nail Penetration Test)）三大部分。目前開發的鋰電池除了強調本身的高能量密度及高功率密度等基本電池特性之外，所使用的材料更講求安全性，當電池內外部發生瞬間的局部短路時，電池會因此有熱量的產生，且當電池產生的熱量快於本身的散熱能力時， 即有所謂的熱失效(Thermal Runaway)發生。鋰離子電池在充放電過程中發生熱失效時，正極材料會發生結構崩解或相變化，因而使正極材料結構中的氧氣脫出，釋出的氧氣與電池中的電解液反應，而使電池內部溫度瞬間增高，因此鋰離子電池正極材料與電解液之間的放熱反應為引發鋰離子電池發生熱失效的主要關鍵。
工研院材化所之高安全性鋰電池STOBA 材料
各地的專家學者為了改善鋰電池的循環壽命，因而開發出利用添加劑(Additive)的方式來增加電池本身的能量密度，鋰電池在進行第一次活化過程中，添加劑首先分解於負極表面上，以避免與抑制電解質的裂解，因此可避免電容量的下降，且可降低鋰電池的不可逆情況，所以加入添加劑可在負極表面上取代原先電解液所生成的不良SEI 膜，改善鋰電池的循環壽命。近年來學者常使用的添加劑，例如Doublebonded Compounds (Vinyl Acetate)、Catechol Carbonate 、Imides Compounds 、ButylSultone、Ethylene Sulfide 、Vinyl Carbonate及Propane Sultone 等，這些添加劑雖可提高鋰電池的能量密度及降低不可逆的情況，但仍然無法避免鋰電池在熱失效時產生的化學反應熱，因此無法真正解決鋰電池燃燒爆炸的問題。工研院材化所為了解決這熱門卻棘手的問題，而開發出一種奈米級的鋰電池高分子材料STOBA (Self-Terminated Oligomers with hyper-Branched Architecture)（圖二），由於此類高分歧寡聚物在遇到高溫時會產生閉鎖性反應，經由配方設計後可充分解決電池熱失效的問題，並且兼顧高能量密度及循環壽命等特性。
圖二、奈米級高分子材料STOBA 及以其為材料之高安全性鋰電池
奈米級高分子材料STOBA，其超分歧結構如圖三所示，結構末端具有熱反應活性基，相較於傳統的超分歧高分子材料，具有較低的工業成本，此STOBA 為工研院材化所自行合成開發之材料，有別於傳統的合成技術，可較精準的控制分子量，且水量及含氧量可低於1 ppm ，因此可大量的生產操作，足以凸顯合成製備技術之獨特與創新。
含奈米高分子STOBA 材料之鋰電池的安全特性
當電池隔離膜失效的瞬間，奈米高分子STOBA 材料可在極板表面架橋形成一層絕緣膜，降低與隔絕鋰離子的傳導，避免後續的接連熱失效反應發生， 因此將STOBA 添加於鋰離子電池中，可將鋰電池之熱失效保護機制增加至三道保護，包含傳統的第一道安全迴路保護（PTC 與CID）、第二道保護（隔離膜）及第三道材料端之保護，圖四說明鋰離子電池之安全保護機制與原理……詳細全文請見原文
圖六、含有與不含有STOBA 之鋰電池的高溫循
環壽命測試
作者：鄭錦淑、楊長榮、許榮木/工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌275期」，更多資料請見：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=8155
■ 工研院高安全性鋰電池STOBA材料技術獲選為美國2009全球百大科技獎
甫出刊的美國R＆D雜誌，公佈工研院「高安全性鋰電池STOBA材料」獲得2009年全球百大科技獎，這是繼去年工研院「AC-LED」技術得獎後，工研院連續第二年得到此殊榮，與英代爾、美國太空總署、美國阿岡國家實驗室齊名。R＆D雜誌認為新一代的電池技術，需具備多重優勢，「除了強有力的效能，更要符合綠色環保材料，才能在未來市場站穩商機」，因此選出STOBA技術，成為2009全球百大科技研發之一。
工研院材化所所長劉仲明表示，鋰電池是現有電子產品重要的動力來源，卻也是最不穩定的電子零組件，以前無法要求安全的鋰電池，是因為全球都沒有解決方案。現在發展的高安全性STOBA鋰電池技術，能有效提升鋰電池安全性，巨幅降低電池爆炸事件機率。工研院開發全球獨創的高安全性STOBA鋰電池材料，已經申請專利9件29案，有機會讓台灣鋰電池產業站到國際舞台顛峰。
工研院材化所副所長彭裕民表示，STOBA是奈米級的高分子材料，添加在鋰電池後形成防護膜，好像是奈米級的保險絲。當鋰電池遇高熱、外力撞擊或穿刺時，STOBA會即刻產生閉鎖效果，避免電池發生短路，並阻斷電化學作用進而防止高熱，確保3C產品電池及電動車輛電池的安全性與實用性。STOBA技術已經通過比國際安全標準更加嚴苛的強制短路穿刺實驗，也是目前全球從材料端根本創新，解決鋰電池安全的技術。
工研院STOBA研發團隊，經過各種嘗試與努力，最後在高分子組成物中，找到耐高溫、良好接著、具可撓性等特點的相似結構，經過數年的材料改質與測試，最後終於突破困境找到全新材料，除有效解決安全性問題，也提升高溫循環壽命20％以上。說明材料研發人員，更需要耐力與抗壓性，如同修行者般，需要做比99％更多的努力，才能等到最後1％靈光的出現。
近幾年工研院的研發屢獲國際大獎，除了連續兩年獲得R＆D雜誌票選為「全球百大科技研發獎」外，日前工研院超薄音響喇吧技術，也榮獲華爾街日報票選為最佳創新首獎。在面臨景氣大衰退時，工研院將持續堅守科技研發崗位，為產業尋找新契機，持續不斷創新研發與提供產業服務。